WO2020197221A1 - 통신 방법 및 통신 디바이스 - Google Patents

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WO2020197221A1
WO2020197221A1 PCT/KR2020/003951 KR2020003951W WO2020197221A1 WO 2020197221 A1 WO2020197221 A1 WO 2020197221A1 KR 2020003951 W KR2020003951 W KR 2020003951W WO 2020197221 A1 WO2020197221 A1 WO 2020197221A1
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WO
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electronic device
key
applet
communication
uwb
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PCT/KR2020/003951
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정수연
권은영
이민규
정성아
이종효
한세희
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삼성전자 주식회사
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    • H04L2209/84—Vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication method and a communication device, and more particularly, to a communication method and a communication device for securely generating and managing a security key.
  • the Internet is evolving from a human-centered connection network in which humans create and consume information, to an IoT (Internet of Things) network that exchanges and processes information between distributed components such as objects.
  • IoE Internet of Everything
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • the user of the mobile device can open and close the door using a digital key that replaces the physical key.
  • the user of the mobile device can use the digital key to access the device and control the device.
  • Embodiments of the present disclosure are to provide a communication method and a communication device for securely generating and managing a security key.
  • a method of communicating with another electronic device through a first communication in an electronic device comprising: a private key of the electronic device, and disclosure of the other electronic device received through a second communication independent of the first communication Generating a first key based on the key; Transmitting the public key of the electronic device to the other electronic device through the second communication so that a second key corresponding to the first key can be generated by the other electronic device; Generating a timestamp sequence based on the first key; And communicating with the other electronic device through the first communication using the timestamp sequence.
  • 1 is a diagram for explaining a general D2D communication procedure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a communication process of a plurality of electronic devices.
  • 3 is a diagram for explaining the use of a digital key.
  • FIG. 4 is a block diagram of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method of generating a scrambled timestamp sequence (STS).
  • FIG. 6 is a block diagram of a first electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart of a communication method according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart of a method of generating a first key in a first electronic device.
  • FIG. 9 is a flowchart of a method of generating a second key in a second electronic device.
  • FIG. 10 is a flowchart of a method of generating STS generation factors using nonces of two electronic devices.
  • 11A is a flowchart of a method of generating STS generation factors using a nonce of a second electronic device.
  • 11B is a flowchart of a method of generating STS generation factors using a nonce of a first electronic device.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method of generating STS generation factors using a nonce generated by a secure element of a first electronic device.
  • FIG. 13 is a diagram for describing generation scenarios of STS generation factors.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining scenarios of input values for generating an STS.
  • 15 is a flowchart of a method of generating an STS using an asymmetric key in a first electronic device and a second electronic device.
  • 16 is a diagram for explaining a method of generating an STS using an asymmetric key.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by these terms. These terms are used for the purpose of distinguishing one component from another.
  • Some embodiments of the present disclosure may be represented by functional block configurations and various processing steps. Some or all of these functional blocks may be implemented with various numbers of hardware and/or software components that perform specific functions.
  • the functional blocks of the present disclosure may be implemented by one or more microprocessors, or may be implemented by circuit configurations for a predetermined function.
  • the functional blocks of the present disclosure may be implemented in various programming or scripting languages.
  • the functional blocks may be implemented as an algorithm executed on one or more processors.
  • the present disclosure may employ conventional techniques for electronic environment setting, signal processing, and/or data processing. Terms such as “mechanism”, “element”, “means” and “composition” can be used widely, and are not limited to mechanical and physical configurations.
  • connecting lines or connecting members between the components illustrated in the drawings are merely illustrative of functional connections and/or physical or circuit connections. In an actual device, connections between components may be represented by various functional connections, physical connections, or circuit connections that can be replaced or added.
  • ... unit and module mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.
  • the "unit” and “module” are stored in an addressable storage medium and may be implemented by a program that can be executed by a processor.
  • sub and “module” refer to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and programs. It can be implemented by procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays and variables.
  • wireless sensor network technology is largely classified into a wireless local area network (WLAN) technology and a wireless personal area network (WPAN) technology according to a recognition distance.
  • the wireless LAN technology is based on IEEE 802.11, and allows electronic devices to access the backbone network within a radius of 100m.
  • Wireless private network technology is based on IEEE 802.15 and allows devices to communicate directly with each other.
  • Bluetooth, ZigBee, ultra-wide band (UWB) technology, and the like may be used.
  • a wireless sensor network in which such wireless sensor network technology is implemented is composed of a plurality of communication electronic devices.
  • a plurality of communication electronic devices perform communication in an active period using a single channel. That is, communication electronic devices collect packets in real time and transmit the collected packets in the active section.
  • UWB may mean a short-range high-speed wireless communication technology using a wide frequency band of several GHz or more and a low spectral density and short pulse width (1 to 4 nsec) in the baseband state.
  • UWB may refer to the band itself to which UWB communication is applied.
  • electronic devices include a mobile phone, a smart phone, a mobile terminal, a notebook computer, a digital broadcasting terminal, personal digital assistants (PDA), portable multimedia player (PMP), navigation, and slate PC.
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • PC tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • telematics terminal digital TV, desktop computer, refrigerator, projector, vehicle, smart car, printer, and the like.
  • 1 is a diagram for explaining a general D2D communication procedure.
  • D2D (Device-to-Device) communication refers to a method in which electronic devices that are geographically close directly communicate without going through an infrastructure such as a base station.
  • D2D communication can use unlicensed frequency bands such as Wi-Fi Direct and Bluetooth.
  • D2D communication may improve the frequency use efficiency of the cellular system by utilizing the licensed frequency band.
  • D2D communication is a term that refers to communication between objects and objects or intelligent communication of things, but D2D communication in the present disclosure is not only a simple device equipped with a communication function, but also a communication function such as a smartphone or a personal computer. It can include all types of communication between different types of devices equipped.
  • PAC Peer Aware Communication
  • PD Peer Aware Communication Device
  • PAC a one-to-one communication scheme in which one PD communicates with another PD
  • a one-to-one communication scheme in which one PD communicates with a plurality of PDs There may be a many) communication method, a many-to-many communication method in which a plurality of PDs communicate with a plurality of PDs.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a communication process of a plurality of electronic devices.
  • the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may communicate with each other through device discovery 210, link creation 220, and data communication 230 processes.
  • each of the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may search for other electronic devices capable of D2D communication among electronic devices in the vicinity of the first electronic device 100 and the second electronic device 200. Through this, each of the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may determine whether to generate a link for D2D communication. For example, the first electronic device 100 may transmit a search signal so that the second electronic device 200 may search for the first electronic device 100. In addition, the first electronic device 100 may receive a discovery signal transmitted from the second electronic device 200 and confirm that other electronic devices capable of D2D communication are within the D2D communication range.
  • each of the first electronic device 100 and the second electronic device 200 includes an electronic device for transmitting data among electronic devices found in the device discovery process 210 and for data transmission. You can create a link.
  • the first electronic device 100 may create a link for data transmission with the second electronic device 200 found in the device discovery process 210.
  • each of the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may communicate data with devices that have created a link in the link creation process 220.
  • the first electronic device 100 may communicate data with the second electronic device 200 through a link generated in the link generation process 220.
  • the first electronic device may be a smartphone, and the second electronic device may be a vehicle.
  • 3 is a diagram for explaining the use of a digital key.
  • the electronic device 100 used by the user 1 and storing the digital key includes a first electronic device 100, a digital key (DK) device 100, a source device 100, and a UWB. May be referred to as source 100 and the like.
  • DK digital key
  • the first electronic device 100 may be a personalized mobile device, but is not limited thereto, and may be various types of electronic devices.
  • the first electronic device 100 may be a smart phone, a tablet PC, a PC, a camera, a wearable device, or the like.
  • the first electronic device 100 generates, deletes, and manages a digital key for accessing the second electronic devices 200A, 200B, ... and controlling the second electronic devices 200A, 200B, ... Processing can be performed, and digital keys can be authenticated.
  • the second electronic devices 200A, 200B, ... may interact with the first electronic device 100 to perform an operation for generating a digital key, and may be controlled and accessed using the digital key.
  • the digital key can be downloaded over a network or server.
  • the first electronic device 100 may store a digital key for interacting with the vehicle 200A or the device 200A mounted on the vehicle 200A.
  • the first electronic device 100 may control various operations of the vehicle 200A using the stored digital key.
  • the first electronic device 100 may open and close the door of the vehicle 200A, start the engine, and control various devices mounted on the vehicle 200A using a digital key.
  • it is also possible to control an operation related to autonomous driving such as an automatic parking system.
  • the first electronic device 100 may store a digital key for interacting with the door lock 200B.
  • the first electronic device 100 may open and close the door using the stored digital key.
  • the second electronic device 200 that can be controlled by the first electronic device 100 using a digital key is not limited to the example illustrated in FIG. 3, and digital key technology may be applied to various electronic devices.
  • the first electronic device 100 may be a smartphone, and the second electronic device 200 may be a vehicle.
  • the following description may also be applied when the first electronic device 100 interacts with various electronic devices other than the second electronic device 200 of the vehicle 200A.
  • the first electronic device 100 may have the structure of the electronic device of FIG. 4, but is not limited thereto.
  • the second electronic device 200 may also have the structure of the electronic device of FIG. 4, but is not limited thereto.
  • FIG. 4 is a block diagram of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • the electronic device 100 may include a communication unit 110, a memory 120, a security element 130, and a bus 150 connecting the processor 140 and each component.
  • the communication unit 110 may perform wired or wireless communication with other devices or networks.
  • the communication unit 110 may include a communication module that supports at least one of various wired and wireless communication methods.
  • the communication module may be in the form of a chipset, or may be a sticker/barcode (e.g. a sticker including an NFC tag) including information necessary for communication.
  • Wireless communication may include at least one of cellular communication, wireless fidelity (Wi-Fi), Wi-Fi Direct, Bluetooth, ultra wide band (UWB), or near field communication (NFC).
  • Wired communication may include, for example, at least one of USB or High Definition Multimedia Interface (HDMI).
  • HDMI High Definition Multimedia Interface
  • the communication unit 110 may include a communication module for short range communication.
  • the communication unit 110 includes a communication module for performing various short-range communication such as infrared communication, Magnetic Secure Transmission (MST), magnetic security communication in addition to Wi-Fi, Wi-Fi Direct, Bluetooth, and NFC described above. I can.
  • MST Magnetic Secure Transmission
  • Various types of data such as programs and files such as applications may be installed and stored in the memory 120.
  • the processor 140 may access and use data stored in the memory 120, or may store new data in the memory 120.
  • a program and data for securely managing a security key may be installed and stored in the memory 120.
  • the security element 130 is an independent secure storage device of the electronic device 100 and is a security area in which only authenticated applications can access.
  • the security element 130 may be configured to be physically isolated from other hardware components.
  • the security element 130 may be an embedded Secure Element (eSE), a Universal Integrated Circuit Card (UICC), a Secure Digital Card (SD Card), or an embedded UICC (eUICC), but is not limited thereto.
  • eSE embedded Secure Element
  • UICC Secure Digital Card
  • the secure element 130 may include a separate memory and processor, and the processor of the secure element 130 may control the overall operation of the secure element 130.
  • the processor of the secure element 130 may control components included in the secure element 130 to perform an operation of securely managing the security key.
  • the processor of the secure element 130 may execute a program stored in the memory of the secure element 130, read data stored in the memory, or store new data in the memory.
  • the instructions or programs stored in the memory of the secure element 130 are executed by the processor of the secure element 130, so that embodiments of the present disclosure may be implemented.
  • programs and data for securely managing the security key may be installed and stored in the secure element 130.
  • the processor 140 controls the overall operation of the electronic device 100 and may include at least one processor such as a CPU or a GPU.
  • the processor 140 may control other components included in the electronic device 100 to perform an operation of securely managing the security key.
  • the processor 140 may execute a program stored in the memory 120 and the secure element 130, read a stored file, or store a new file.
  • the instructions stored in the memory 120 are executed by the processor 140, so that embodiments of the present disclosure may be implemented.
  • the bus BUS 150 is a common data transmission path connecting the communication unit 110, the memory 120, the security element 130, and the processor 140.
  • the electronic device 100 and other electronic devices e.g., for the first electronic device 100 and the second electronic device 200 to communicate with each other, e.g., to communicate with each other via UWB, UWB security lane Secure ranging can be performed.
  • a Scrambled timestamp sequence may be generated in the two electronic devices 100 and 200 so that UWB secure ranging can be performed in the two electronic devices 100 and 200.
  • the method of generating the STS may proceed as disclosed in IEEE 802.15.4z for UWB ranging control and location estimation. A method of generating the STS will be described with further reference to FIG. 5.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a method of generating an STS.
  • the STS can be calculated using a Deterministic Random Bit Generator (DRBG), respectively.
  • DRBG Deterministic Random Bit Generator
  • the receiver can verify whether the received STS and the directly calculated STS are the same value.
  • the receiver can trust the received information and use it for ranging.
  • the STS that has been transmitted once and used for verification is not reused, and the sender and receiver must create a new STS by using DRBG again at each time the STS is transmitted.
  • a pseudo random number of 128 bits may be generated using the AES-128 hash algorithm defined by NIST (540).
  • StsKey 500, hereinafter StsKey
  • phyHrpUwbStsVUpper96 502, hereinafter VUpper
  • phyHrpUwbStsVCounter 504, hereinafter Counter
  • StsKey 500
  • VUpper 502
  • Counter 504 are only names for classifying each factor, and even though they have different names, configurations that perform the same function do not depart from the scope of the present disclosure.
  • StsKey (500) is a 128-bit long key used in the AES-128 algorithm, and (530), Counter (504) (32bit) and VUpper (502) (96bit) are values used as input values of AES-128. (520).
  • the two electronic devices increase the value of Counter 504 (510). And, when calculating the next STS, the increased Counter 504 may be used as an input value. At this time, the same value may be used for the StsKey 500 and the VUpper 502. By repeatedly increasing the value of the Counter 504 and calculating the STS, the two electronic devices may calculate and generate different STS values each time.
  • StsKey (500), VUpper (502), and Counter (504), three factors may be set by an upper layer (layer).
  • two electronic devices that transmit and receive the STS must know the same value in advance to verify the STS and perform security ranging. That is, the two electronic devices each own the StsKey 500 as secret information, and the two electronic devices may check whether they own the corresponding secret information, that is, the StsKey 500 through STS verification.
  • the 32-bit Counter 504 is a variable value, and the other two factors are reused the same value as before, 2 ⁇ 32 (2 to the 32nd power) STS can be generated as a new value, When generating a larger number of STSs than this, the previously used Counter 504 may be reused for DRBG.
  • the STS having the same value as the STS used in the past may be repeatedly calculated and transmitted. Furthermore, if the initial value of the Counter 504 is a predictable value (e.g., the initial value 0), the value of the Counter 504 used in the next STS can also be easily predicted (0 ⁇ 1), so security is guaranteed. It's hard to see. If the StsKey 500 owned by the two electronic devices as confidential information is created in an insecure way or stored and managed in an insecure place, the confidential information may be exposed to a third device, so security is guaranteed. It is difficult to say that it is possible.
  • the StsKey 500 may be securely generated in the two electronic devices, and an initial counter 504 that is difficult to predict. Since values can be used, security can be improved.
  • FIG. 6 is a block diagram of a first electronic device according to an exemplary embodiment.
  • the first electronic device 100 may include a first communication module 112, a second communication module 114, and a security element 130.
  • the first electronic device 100 may be a personalized mobile device, but is not limited thereto, and may be various types of electronic devices.
  • the first electronic device 100 may be a smart phone, a tablet PC, a PC, a camera, a wearable device, or the like.
  • the first electronic device 100 may be referred to as a digital key (DK) device 100, a source device 100, a UWB source 100, or the like.
  • DK digital key
  • the first communication module 112 and the second communication module 114 may support mutually independent communication schemes.
  • the first communication module 112 is a UWB communication module 112
  • the second communication module 114 is an NFC module, a Bluetooth module, a WIFI module, a BLE (Bluetooth Low Energy) module, an LTE module, etc.
  • NFC wireless Fidelity
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • the security element 130 of the first electronic device 100 is an independent secure storage device of the electronic device 100 and is a security area in which an authenticated application can access.
  • the security element 130 may be configured to be physically isolated from other hardware components.
  • the security element 130 may be divided into a first applet 132 and a second applet 134, as shown in FIG. 6.
  • the first applet 132 and the second applet 134 may be logically divided according to their respective roles, but in practice, even one applet may be sufficiently implemented.
  • the first applet 132 and the second applet 134 may deliver necessary information through internal communication.
  • the second applet 134 may perform end-to-end communication with other electronic devices, such as vehicles, doors, building entrance gates, hotel doors, entrance systems, etc., through the second communication module. I can.
  • This other electronic device may be referred to as a second electronic device.
  • the second applet 134 may have a security key capable of establishing secure communication with the second electronic device.
  • the same security key is installed on two devices at the initial stage of the factory, or a security key is installed in the second applet 134 through a server, or a digital key of the Car Connectivity Consortium (hereinafter referred to as CCC).
  • CCC Car Connectivity Consortium
  • the first electronic device 100 and the second electronic device generate a security key and register each other through the owner pairing defined in the standard, so that the second applet 134 establishes secure communication with the second electronic device. You can have a security key that you can do.
  • the second applet 134 may be referred to as a service applet, a Digital Key Applet (DK Applet), or the like.
  • the second applet 134 creates a secure channel through the second electronic device and the second communication module, and the second electronic device and the first applet 132 perform security ranging through the secure channel. It can be assisted to generate each security key to be used for.
  • the first communication module is a UWB communication module
  • the second applet 134 may provide a secure communication channel other than UWB communication.
  • the first applet 132 is located within the secure element 130 and can communicate with a first communication module.
  • the first communication module may be a UWB communication module
  • the first applet 132 may be a UWB applet.
  • the first applet may calculate StsKey, Counter, and VUpper values to be used by the first communication module for security ranging and provide the calculated values to the first communication module, but is not limited thereto.
  • the first applet 132 may generate a key used to generate StsKey, Counter, and VUpper values.
  • a key that can be used to generate StsKey, Counter, and VUpper values in a first electronic device is referred to as a first key
  • a key that can be used to generate StsKey, Counter, and VUpper values in a second electronic device is referred to as a second key.
  • the first communication module 112 may obtain StsKey, Counter, and VUpper values from the first applet 132, take the obtained values as input values, and generate the STS.
  • the first electronic device 100 may perform UWB security ranging with another electronic device, that is, a second electronic device.
  • FIG. 7 is a flowchart of a communication method according to an embodiment.
  • the electronic device may generate a first key based on the public key of another electronic device.
  • the electronic device may be referred to as a first electronic device, and the other electronic device may be referred to as a second electronic device.
  • the first key can be used by the electronic device to communicate with another electronic device through a first communication.
  • the first key may be used for the electronic device to perform UWB security ranging to UWB communication with other electronic devices, and the first key may be used to generate StsKey, Counter, and VUpper values in the electronic device. have.
  • the electronic device may generate the first key based on the private key of the electronic device and the public key of another electronic device.
  • the public key of another electronic device may be received from the electronic device through a communication method other than UWB, for example, NFC, Bluetooth, BLE, or the like.
  • the electronic device may receive the public key of the other electronic device from the other electronic device through the second communication based on establishing a connection with the other electronic device through the second communication.
  • the electronic device may receive the public key of another electronic device through NFC based on establishing a connection with another electronic device through NFC.
  • Information received from another electronic device may be first received by the second applet of the electronic device and transmitted from the second applet to the first applet.
  • the first key may correspond to identification information of another electronic device.
  • a correspondence relationship between the first key and identification information of another electronic device may be stored in the electronic device.
  • the correspondence between the first key and the identification information of the other electronic device may be stored in the secure element of the electronic device, and may be stored in the first applet of the secure element.
  • the identification information of the other electronic device may be received by the electronic device from the other electronic device.
  • the identification information and public key of the other electronic device may be received by the electronic device together.
  • the first key may be generated by the secure element of the electronic device and stored in the secure element.
  • the first key may be generated by the first applet of the electronic device and stored in the first applet.
  • the first applet may be a UWB applet.
  • the electronic device may transmit the public key of the electronic device to another electronic device through the second communication.
  • another electronic device may generate a second key based on its own private key and a public key of the electronic device.
  • the first key generated by the electronic device and the second key generated by the other electronic device may correspond to each other.
  • the first key and the second key may have the same value as a symmetric key, or may have independent values as an asymmetric key.
  • a first key and a second key having the same value as a symmetric key, or a first key and a second key having independent values as an asymmetric key may be referred to as a long term key.
  • the electronic device may generate a timestamp sequence based on the first key.
  • the timestamp sequence may be a scrambled timestamp sequence (STS).
  • the timestamp sequence may be generated based on the first key and additional information.
  • the additional information includes identification information of the electronic device, nonce generated by the electronic device, nonce generated by the security element of the electronic device, identification information of other electronic devices, nonce generated by other electronic devices, and other electronic devices. It may include at least one of the nonces generated by the secure element of the device.
  • the first key is one of the STS generation factors
  • the other one of the STS generation factors may be generated based on the first key.
  • the electronic device may obtain some of the STS generation factors from another electronic device.
  • the electronic device may communicate with another electronic device using a timestamp sequence.
  • the electronic device may perform UWB security ranging with other electronic devices using the STS, and further, may communicate with other electronic devices through UWB.
  • FIG. 8 is a flowchart of a method of generating a first key in a first electronic device
  • FIG. 9 is a flowchart of a method of generating a second key in a second electronic device.
  • the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may be UWB paired.
  • a secure connection may be established through a second communication in the first electronic device 100 and the second electronic device 200.
  • a secure connection via NFC between the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may be established. That is, the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may communicate with each other through a secure channel based on a communication method other than UWB.
  • the same security key is installed in the first electronic device 100 and the second electronic device 200 at the initial stage of the factory, or the security key is installed in the second applet 134 through a server, or Car Connectivity
  • the first electronic device 100 and the second electronic device 200 generate and register a security key through owner pairing defined in the Digital Key standard of Consortium (hereinafter CCC).
  • the applet 134 may have a security key capable of establishing secure communication with the second electronic device 200.
  • the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may create a secure channel by checking whether the previously paired electronic device is correct.
  • the second applet 134 may be referred to as a service applet, a Digital Key Applet (DK Applet), or the like.
  • the second electronic device 200 may generate a key pair.
  • the key pair may be an asymmetric key.
  • the key pair is an ephemeral key pair and may be used temporarily to generate the first key and the second key.
  • the second electronic device 200 may generate a temporary private key (dst.eSK) and a temporary public key (dst.ePK).
  • the key pair is a static key pair and may be used for a predetermined period of time to generate the first key and the second key.
  • the first key and the second key may be used by the first electronic device 100 and the second electronic device 200 to perform UWB security ranging, and may be used to perform UWB pairing for UWB security ranging.
  • the generation of the key pair of the second electronic device 200 may be performed before a secure connection through the second communication is established in the first electronic device 100 and the second electronic device 200. . That is, it may be sufficient that the key pair of the second electronic device 200 is generated before transmitting the public key of the second electronic device 200 to the first electronic device 100 thereafter.
  • the second electronic device 200 may request UWB pairing for UWB security ranging from the first electronic device 100.
  • the second electronic device 200 may transmit the temporary public key (dst.ePK) of the second electronic device 200 to the first electronic device 100 through a pre-generated secure channel.
  • the second applet 134 of the first electronic device 100 may receive the temporary public key (dst.ePK) of the second electronic device 200 through a second communication module, for example, an NFC module.
  • the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 may be received from the second electronic device 200 together with a temporary public key (dst.ePK) to the first electronic device 100.
  • the identification information dstAddr of the second electronic device 200 may include a media access control (MAC) address of the second electronic device 200.
  • MAC media access control
  • the "SET RANGING KEY" command may be used.
  • the first electronic device 100 may request the second electronic device 200 for UWB pairing.
  • the first electronic device 100 and the second applet 134 may determine whether the first applet 132 is available in the secure element SE. If the first applet 132 and the second applet 134 are not separately distinguished, the second applet 134 is able to perform UWB pairing in response to the request of the second electronic device 200. can confirm.
  • the second applet 134 may transmit information received from the second electronic device to the first applet 132. If the first applet 132 and the second applet 134 are not distinguished from each other in the security element, operation 830 may be omitted.
  • the first applet 132 may generate a key pair to be used for UWB security ranging with the second electronic device 200.
  • the key pair may be an asymmetric key.
  • a key pair is an ephemeral key pair and can be used temporarily to generate a first key and a second key.
  • the first electronic device 100 may generate a temporary private key (src.eSK) and a temporary public key (src.ePK).
  • the first key and the second key may be used by the first electronic device 100 and the second electronic device 200 to perform UWB security ranging, and may be used to perform UWB pairing for UWB security ranging.
  • the generation of the key pair of the first electronic device 100 may be performed even before a secure connection through the second communication is set up in the first electronic device 100 and the second electronic device 200. . That is, it may be sufficient that the key pair of the first electronic device 200 is generated before the first electronic device 100 then uses its secret key (src.eSK) to generate the first key. .
  • the first applet 132 may generate a first key based on the private key (src.eSK) of the first electronic device 100 and the public key (dst.ePK) of the second electronic device 200. have. According to one embodiment, the first applet 132 is based on the private key (src.eSK) of the first electronic device 100 and the public key (dst.ePK) of the second electronic device 200 (dst. You can generate a Diffie-Hellman key (Kdh). The Diffie-Hellman key (Kdh) may be 32 bytes.
  • the first key may include a part of the Diffie-Hellman key (Kdh).
  • the first 16 bytes of the Diffie-Hellman key (Kdh) may be stored as the first key, but is not limited thereto.
  • the Diffie-Hellman key (Kdh) except for the first key may be stored as a cryptogram calculation key (Kc).
  • 16 bytes at the back of the Diffie-Hellman key Kdh may be stored as a cryptogram calculation key Kc, but is not limited thereto.
  • the first applet 132 may generate a message authentication code (srcCryptogram) of the first electronic device 100 by using the cryptogram calculation key Kc.
  • the first applet 132 may transmit the public key (src.ePK) of the first electronic device 100 to the second applet 134.
  • identification information (srcAddr) of the first electronic device 100 may be delivered to the second applet 134 together with a temporary public key (src.ePK).
  • the identification information (srcAddr) of the first electronic device 100 may include a media access control (MAC) address of the first electronic device 100.
  • the message authentication code of the first electronic device 100 may be delivered to the second applet 134 together with identification information (srcAddr) and a temporary public key (src.ePK). Meanwhile, if the first applet 132 and the second applet 134 are not distinguished from each other within the security element, operation 836 may be omitted.
  • the second applet 134 may transmit information received from the first applet 132 to the second electronic device 200 through the second communication module.
  • the second applet 134 may transmit information received from the first applet 132 to the second electronic device 200 through NFC.
  • the information received from the second applet 134 from the first applet 132 includes identification information (srcAddr), public key (src.ePK), and message authentication code (srcCryptogram) of the first electronic device 100 can do.
  • srcAddr identification information
  • src.ePK public key
  • srcCryptogram message authentication code
  • the second electronic device 200 may calculate and store a second key for UWB security ranging by using information received from the second applet 134.
  • the second key is a symmetric key and may have the same value as the first key.
  • a first key and a second key having the same value as a symmetric key may be referred to as a long term key.
  • the second electronic device 200 may verify the message authentication code (srcCryptogram) of the first electronic device 100. Verification of the message authentication code (srcCryptogram) of the first electronic device 100 may be performed using the private key of the second electronic device 200 and the public key of the first electronic device 100. A cryptogram calculation key Kc generated using the private key of the second electronic device 200 and the public key of the first electronic device 100 may be used for verification.
  • the second electronic device 200 stores information received from the first electronic device 100.
  • the information received from the first electronic device 100 to the second electronic device 200 includes identification information (srcAddr), public key (src.ePK), and message authentication code (srcCryptogram) of the first electronic device 100. Can include.
  • the second electronic device 200 may calculate a message authentication code (dstCryptogram) of the second electronic device 200 to determine whether the first key and the second key are the same.
  • the second electronic device 200 may generate a message authentication code (dstCryptogram) in the same manner as the first electronic device 100.
  • the second electronic device 200 may transmit a message authentication code (dstCryptogram) to the second applet 134 of the first electronic device 100.
  • dstCryptogram message authentication code
  • the "CONFIRM RANGING KEY" command may be used.
  • the second applet 134 may transmit information received from the second electronic device 200 to the first applet 132.
  • the second applet 134 may deliver the message authentication code (dstCryptogram) of the second electronic device 200 to the first applet 132. If the first applet 132 and the second applet 134 are not distinguished from each other in the security element, operation 870 may be omitted.
  • the first applet 132 may verify the message authentication code (dstCryptogram) of the second electronic device 200. Verification of the message authentication code (dstCryptogram) of the second electronic device 200 may be performed using the private key of the first electronic device 100 and the public key of the second electronic device 200. Using the same method as in operation 834, a key for calculating a dstcryptogram generated using the private key of the first electronic device 100 and the public key of the second electronic device 200 may be used for verification. If the message authentication code (dstCryptogram) of the second electronic device 200 is verified, the first applet 132 may return the verification result to the second applet 134 at 874. If the first applet 132 and the second applet 134 are not distinguished from each other in the security element, operation 874 may be omitted.
  • the second applet 134 may transmit the verification result received from the first applet 132 to the second electronic device 200.
  • the first electronic device 200 stores information received from the first electronic device 100.
  • the information received from the first electronic device 100 to the second electronic device 200 includes identification information (srcAddr), public key (src.ePK), and identification information (srcAddr) of the first electronic device 100 can do.
  • srcAddr public key
  • srcAddr identification information of the first electronic device 100 can do.
  • a "CONFIRM RANGING KEY" response may be used.
  • the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may be considered to have the same symmetric key, that is, a long term key, and have been successfully UWB paired.
  • the connection between the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may be terminated.
  • the first electronic device 100 and the second electronic device 200 each generate and own a first key and a second key to be used for UWB communication
  • the first electronic device 100 since only the identification information (srcAddr, dstAddr), public keys (src.ePK, dst.ePK), and message authentication codes (srcCryptogram, dstCryptogram) of the second electronic device 200 are exposed to the outside, the long term key is safely managed. Can be.
  • the STS generation factor is a value that is difficult to predict Can be created with A method of generating the STS generation factors will be described with reference to FIGS. 10, 11A, 11B, 12, 13, and 14.
  • FIG. 10 is a flowchart of a method of generating STS generation factors using nonces of two electronic devices.
  • StsKey As described above, to generate the STS, three factors, namely, StsKey, VUpper, and Counter may be used. StsKey, VUpper, and Counter are only names for classifying each factor, and even if they have different names, configurations that perform the same function do not depart from the scope of the present disclosure.
  • the first communication module 112 of the first electronic device 100 may acquire identification information (dstAddr) and nonce (dstNonce) of the second electronic device 200.
  • the identification information dstAddr of the second electronic device 200 may include a media access control (MAC) address of the second electronic device 200.
  • the dstNonce of the second electronic device 200 indicates a random value generated by the second electronic device 200.
  • identification information (dstAddr) and nonce (dstNonce) of the second electronic device 200 may be obtained through the first communication module 112.
  • the identification information (dstAddr) and the nonce (dstNonce) of the second electronic device 200 are UWB in-band through a UWB channel previously generated between the first electronic device 100 and the second electronic device 200 It can be obtained in the first electronic device 100 in (inband).
  • the information obtained through the first communication module 112 may be directly transferred from the first communication module 112 to the first applet 132.
  • identification information (dstAddr) and nonce (dstNonce) of the second electronic device 200 may be obtained through the second communication module 114.
  • the identification information (dstAddr) and the nonce (dstNonce) of the second electronic device 200 such as NFC, Bluetooth, BLE, etc. previously generated between the first electronic device 100 and the second electronic device 200 Through a channel, it may be obtained in the first electronic device 100 as a UWB out of band.
  • Information obtained through the second communication module 114 through the UWB out-of-band may be transmitted to the first applet 132 through the second applet 134.
  • the first communication module 112 may transmit the information obtained from the second electronic device 200 to the first applet 132. That is, the first communication module 112 may transmit identification information (dstAddr) and nonce (dstNonce) of the second electronic device 200 to the first applet 132. Further, the first communication module 112 may request generation of a StsKey to be used for performing UWB security ranging with the second electronic device 200. In operation 1012, the "GET_STS_KEY" command may be used.
  • the first applet 132 may check whether a valid first key corresponding to the identification information dstAddr of the second electronic device 200 is stored. If a valid first key corresponding to the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 is not stored, an error may be returned and the process may be stopped.
  • the first applet 132 may generate a nonce of the first electronic device 100.
  • the first applet 132 is additional information, that is, the nonce of the first electronic device 100, the nonce of the second electronic device 200, and the identification information of the first electronic device 100 StsKey may be generated based on at least one of (srcAddr) and identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 and a first key corresponding to identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 .
  • the information (dstAddr) which information is to be used to generate the StsKey is determined in advance, and may be known to the first electronic device 100 and the second electronic device 200.
  • an initial value (Initial_V) may also be generated.
  • the first applet 132 may transmit the generated StsKey, Initial_V, and srcNonce to the first communication module 112.
  • a "GET STS KEY" response may be used.
  • the first communication module 112 may transmit a nonce of the first electronic device 100 to the second electronic device 200.
  • the nonce of the first electronic device 100 may be transmitted to the second electronic device 200 through the first communication module 112.
  • the nonce of the first electronic device 100 is a second UWB inband through the UWB channel previously generated between the first electronic device 100 and the second electronic device 200. It may be transmitted to the electronic device 200.
  • the nonce of the first electronic device 100 may be transmitted to the second electronic device 200 through the second communication module 114.
  • the nonce of the first electronic device 100 is UWB out through channels such as NFC, Bluetooth, BLE, etc. that are previously generated between the first electronic device 100 and the second electronic device 200 It may be transmitted to the second electronic device 200 out of band.
  • the nonce of the first electronic device 100 is generated in the first applet 132, transmitted to the second applet 134, and furthermore, from the second applet 134, the second communication module ( 114) may be transmitted to the second electronic device 200.
  • an STS can be generated using StsKey and Initial_V.
  • the first communication module 112 may obtain Counter and VUpper from Initial_V.
  • a part of Initial_V may be set as a Counter
  • a part of Initial_V may be set as a VUpper.
  • the first 32 bits of Initial_V may be set as Counter
  • the 96 bits after Initial_V may be set as VUpper
  • the latter 32 bits may be set as Counter
  • the first 96 bits may be set as VUpper. It may be set as many as the number of bits predetermined through the rule, but the number of bits and a method of setting are not limited thereto.
  • the rule for obtaining the Counter and VUpper from Initial_V may be known in advance to the first electronic device 100 and the second electronic device 200, may be transmitted from the outside, or one device may deliver the other devices.
  • the second electronic device 200 may receive a nonce from the first electronic device 100 and generate the STS using the same combination as the first electronic device 100. That is, the second electronic device 200 includes the same additional information as the first electronic device 100, that is, the nonce of the first electronic device 100, the dstNonce of the second electronic device 200, STS generation using at least one of the identification information (srcAddr) of the first electronic device 100 and the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 and a second key corresponding to the first key You can get the arguments.
  • the STS generation factors may be set to a value that is difficult to predict, so the first electronic device ( 100) and the security of UWB communication between the second electronic device 200 may be enhanced.
  • the degree of security may be determined based on the performance of the two electronic devices 100 and 200.
  • the performance of the two electronic devices 100 and 200 when it is determined that the performance of the two electronic devices 100 and 200 is more than a predetermined level, all additional information of the two electronic devices 100 and 200, that is, the nonce of the first electronic device 100 (srcNonce ), the nonce of the second electronic device 200 (dstNonce), the identification information of the first electronic device 100 (srcAddr), and the STS using all of the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200
  • the performance may include processing performance, memory performance, and network performance.
  • 11A is a flowchart of a method of generating STS generation factors using a nonce of a second electronic device.
  • Operations 1110A, 1112A, 1120A, and 1170A of the method of FIG. 11A are substantially the same as operations 1010, 1012, 1020, and 1070 of the method of FIG. 10, and thus redundant descriptions are omitted.
  • the method of FIG. 11A may be performed while omitting operations 1030 and 1060 of the method of FIG. 10.
  • the first applet 132 provides additional information, i.e., dstNonce of the second electronic device 200, identification information of the first electronic device 100 (srcAddr), and of the second electronic device 200.
  • StsKey may be generated based on at least one of the identification information (dstAddr) and the first key. Some information is used to generate StsKey among the nonce of the second electronic device 200, the identification information of the first electronic device 100 (srcAddr), and the identification information of the second electronic device 200 (dstAddr) It may be determined in advance, and may be known to the first electronic device 100 and the second electronic device 200.
  • an initial value (Initial_V) may also be generated.
  • the second electronic device 200 may generate the STS using the same combination as the first electronic device 100. That is, the second electronic device 200 is the same additional information as the first electronic device 100, that is, the nonce of the second electronic device 200, the identification information of the first electronic device 100 (srcAddr) , And a second key corresponding to a first key corresponding to at least one predetermined of the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 and the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200, STS generation factors can be obtained.
  • the first applet 132 may transmit the generated StsKey and Initial_V to the first communication module 112.
  • a "GET STS KEY" response can be used.
  • 11B is a flowchart of a method of generating STS generation factors using a nonce of a first electronic device.
  • Operations 1110B, 1112B, and 1140 of the method of FIG. 11B are distinguished from the method of FIG. 10, and operations 1120B, 1130B, 1150B, 1160B, and 1170B are operations 1020, 1030, 1050, 1060, and 1070 of the method of FIG. Since it is substantially the same as, redundant description will be omitted.
  • the first communication module 112 of the first electronic device 100 may obtain identification information (dstAddr) of the second electronic device 200.
  • the identification information dstAddr of the second electronic device 200 may be obtained through the first communication module 112.
  • the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 is determined as UWB inband through a UWB channel previously generated between the first electronic device 100 and the second electronic device 200. 1 Can be obtained in the electronic device 100.
  • the information obtained through the first communication module 112 may be directly transferred from the first communication module 112 to the first applet 132.
  • the identification information dstAddr of the second electronic device 200 may be obtained through the second communication module 114.
  • the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 is a UWB channel through a channel such as NFC, Bluetooth, BLE, etc. previously generated between the first electronic device 100 and the second electronic device 200 It may be acquired in the first electronic device 100 with a different channel (UWB out of band).
  • Information obtained through the second communication module 114 through the UWB out-of-band may be transmitted to the first applet 132 through the second applet 134.
  • the first communication module 112 may transmit the information obtained from the second electronic device 200 to the first applet 132. That is, the first communication module 112 may transmit the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 to the first applet 132.
  • the first applet 132 is additional information, that is, the nonce of the first electronic device 100, identification information of the first electronic device 100 (srcAddr), and of the second electronic device 200 StsKey may be generated based on at least one of the identification information dstAddr and a first key corresponding to the identification information dstAddr of the second electronic device 200.
  • Some information is used to generate StsKey among nonce of the first electronic device 100, identification information of the first electronic device 100 (srcAddr), and identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 It may be determined in advance, and may be known to the first electronic device 100 and the second electronic device 200.
  • an initial value (Initial_V) may also be generated.
  • the second electronic device 200 may generate the STS using the same combination as the first electronic device 100. That is, the second electronic device 200 is the same additional information as the first electronic device 100, that is, the nonce of the first electronic device 100, the identification information of the first electronic device 100 (srcAddr) , And the identification information dstAddr of the second electronic device 200, the STS generation factors may be obtained by using at least one predetermined and a second key corresponding to the first key.
  • the nonces of the two electronic devices 100 and 200 are all used or both are obtained, and the two electronic devices
  • the performance may include processing performance, memory performance, and network performance.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method of generating STS generation factors using a nonce generated by a secure element of a first electronic device.
  • the method of FIG. 12 may be distinguished from the methods of FIGS. 10, 11A and 11B in that a nonce is generated by the second applet 134, which is a security element of the first electronic device 100.
  • the first electronic device 100 and the second electronic device 200 perform mutual authentication.
  • the second applet 134 of the first electronic device 100 may perform mutual authentication with the second electronic device 200.
  • mutual authentication may be performed through a second communication module supporting NFC, Bluetooth, BLE, or the like.
  • the mutual authentication algorithm may be performed according to a method defined in the CCC Digital Key standard.
  • the second applet 134 of the first electronic device 100 may generate a nonce (dkNonce).
  • the nonce of the second applet 134 is a transaction ID of the mutually authenticated connection between the second electronic device and the second applet 134 and a long term key of a secure channel generated after mutual authentication. It may be generated using at least one of.
  • the nonce of the second applet 134 may be generated by the second electronic device 200 and safely transmitted to the first electronic device 100.
  • the second applet 134 tells the first applet 132 a nonce to be used for UWB security ranging with the second electronic device 200 corresponding to the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200. dkNonce) can be passed.
  • the first applet 132 may check whether a first key corresponding to the identification information dstAddr of the second electronic device 200 is stored. If a valid first key corresponding to the identification information of the second electronic device 200 is not stored, an error may be returned and the process may be stopped.
  • the first applet 132 may store a nonce of the second applet 134 as a nonce value to be used for UWB ranging with the second electronic device 200.
  • Operations 1210, 1212, and 1220 of the method of FIG. 12 are substantially the same as operations 1110B, 1112B, and 1120B of the method of FIG. 11B, and thus redundant descriptions are omitted.
  • At least one of the nonce (dkNonce) of the second applet 134 stored in 1240 to 1208, identification information (srcAddr) of the first electronic device 100, and identification information (dstAddr) of the second electronic device 200, 2 A StsKey may be generated based on the first key corresponding to the identification information dstAddr of the electronic device 200.
  • some information is used to generate a StsKey. It may be determined in advance and known to the first electronic device 100 and the second electronic device 200. According to an embodiment, when the first applet 132 generates a StsKey, an initial value (Initial_V) may also be generated.
  • the first applet 132 may transmit the generated StsKey and Initial_V to the first communication module 112.
  • the "GET STS KEY" response can be used.
  • operation 1270 of the method of FIG. 12 is substantially the same as operation 1070 of the method of FIG. 10, a redundant description will be omitted.
  • FIG. 13 is a diagram for describing generation scenarios of STS generation factors.
  • a first applet of a first electronic device may generate a StsKey 1340 based on a first key 1310 and additional information 1320.
  • the first key 1310 may be used as a key value of a security algorithm, for example, a Cipher-based Message Authentication Code (CMAC) algorithm using AES-128, and the additional information 1320 is It can be input as input values for the algorithm (1330).
  • CMAC Cipher-based Message Authentication Code
  • the values in 1340 and 1350 of FIG. 13 show values that can be transferred from the first applet to the first communication module.
  • the first applet of the first electronic device may generate StsKey and Initial_V and transmit it to the first communication module.
  • the first communication module receiving StsKey and Initial_V may acquire Counter and VUpper from Initial_V.
  • a part of Initial_V may be set as a Counter
  • a part of Initial_V may be set as a VUpper.
  • the front 32 bits of Initial_V may be set as a counter
  • the rear 96 bits may be set as VUpper, but this is not limited thereto.
  • the rule for obtaining Counter and VUpper from Initial_V may be known in advance to the first electronic device 100 and the second electronic device 200.
  • the first applet of the first electronic device may generate all of the StsKey, Counter, and VUpper.
  • the first applet may transmit the generated StsKey, Counter, and VUpper to the first communication module.
  • the first applet of the first electronic device may generate a StsKey and transmit it to the first communication module.
  • the Counter and VUpper may be received in the first communication module from the second electronic device in UWB in-band through the first communication module.
  • the Counter and the VUpper may be received from the second electronic device in UWB out-of-band through the second communication module through the second communication module, the second applet, and the first applet in the first communication module.
  • the first applet of the first electronic device may generate a StsKey and a VUpper and transmit it to the first communication module.
  • the Counter may be received in the first communication module from the second electronic device in UWB in-band through the first communication module.
  • the counter may be received from the second electronic device in UWB out-of-band through the second communication module through the second communication module, the second applet, and the first applet in the first communication module.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining scenarios of input values for generating an STS.
  • the additional information 1420 may include identification information of the first electronic device (srcAddr), identification information of the second electronic device (srcAddr), and nonce.
  • the nonce is at least one of a nonce generated by the first electronic device, a nonce generated by the second electronic device, a nonce generated by the secure element of the first electronic device, and a nonce generated by the secure element of the second electronic device. It can contain one.
  • identification information (srcAddr) of the first electronic device and identification information (srcAddr) of the second electronic device may be used as input values for generating the StsKey 1440.
  • the nonce generated by the second electronic device (dstNonce) is used as an input value
  • the nonce generated by the first electronic device and the second electronic device (srcNonce and dstNonce) is used as input values
  • the first Nonce generated by the security element of the electronic device (dkNonce) is used as the input value
  • the nonce generated by the first electronic device (srcNonce) is used as the input value
  • generated by the security element of the second electronic device Nonce can be used as an input value.
  • a first key generated in the first electronic device and a second key generated in the second electronic device are asymmetric keys and may have independent values.
  • a first key and a second key having independent values as an asymmetric key may be referred to as a long term key.
  • An embodiment in which the first key and the second key have independent values as asymmetric keys will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
  • 15 is a flowchart of a method of generating an STS using an asymmetric key in a first electronic device and a second electronic device.
  • the second electronic device 200 may generate a temporary key pair (dst.ePK and dst.eSK).
  • the second electronic device 200 transmits the identification information (dstAddr) and the temporary public key (dst.ePK) of the second electronic device 200 to the first electronic device 100, and the first electronic device 100 ) Is the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 in the UWB in-band through the first communication module 112, or in the UWB out of band through the second communication module 114, and Can receive a temporary public key (dst.ePK).
  • the information received through the first communication module 112 may be directly transferred to the first applet 132, and the information received through the second communication module 112 passes through the second applet 134 to the first applet. It may be passed on to (132).
  • the first communication module 112 transmits the identification information (dstAddr) and the temporary public key (dst.ePK) of the second electronic device 200 to the first applet 132, and the second electronic device 200 ) You can request the creation of StsKey to be used for performing UWB security ranging.
  • the "GET_STS_KEY" command may be used.
  • the first applet 132 may check whether a valid first key corresponding to the identification information dstAddr of the second electronic device 200 is stored. If a valid first key corresponding to the identification information (dstAddr) of the second electronic device 200 is not stored, an error may be returned and the process may be stopped.
  • the first applet 132 may generate a temporary key pair (src.ePK and src.eSK).
  • the first applet 132 has its own fixed private key (src.SK) and temporary private key (src.eSK), and the second electronic device's fixed public key (dst.PK) and temporary public key (dst. ePK) can be used to generate the first key. Furthermore, the first applet 132 may generate StsKey and Initial_V based on the generated first key.
  • the first applet 132 may transmit the generated StsKey, Initial_V, and its temporary public key (src.ePK) to the first communication module 112.
  • a "GET STS KEY" response may be used.
  • the temporary public key (src.ePK) of the first electronic device 100 is in UWB in-band through the first communication module 112, or in UWB out-of-band through the second communication module 114. It may be transmitted to the electronic device 200.
  • the first communication module 112 may generate an STS based on the transmitted StsKey and Initial_V.
  • the first communication module 112 may obtain Counter and VUpper from Initial_V.
  • a part of Initial_V may be set as a Counter
  • a part of Initial_V may be set as a VUpper.
  • 32 bits in front of Initial_V may be set as a counter
  • 96 bits in the back may be set as VUpper, but this is not limited thereto.
  • the rule for obtaining Counter and VUpper from Initial_V may be known in advance to the first electronic device 100 and the second electronic device 200.
  • first key and the second key which are STS generation factors, are asymmetric, security of communication between the first electronic device 100 and the second electronic device 200 may be further strengthened.
  • 16 is a diagram for explaining a method of generating an STS using an asymmetric key.
  • a first applet of a first electronic device includes a fixed private key (src.SK) and a temporary private key (src.eSK) of a first electronic device, and a fixed public key (dst) of the second electronic device.
  • src.SK fixed private key
  • src.eSK temporary private key
  • dst fixed public key
  • .PK temporary public key
  • dst.ePK temporary public key
  • the first session key may be generated using an Elliptic Curve Key Agreement Algorithm (ECKA).
  • the first applet of the first electronic device may generate the StsKey 1640 based on the first session key 1610 and the additional information 1620.
  • the first session key 1610 may be used as a key value of a security algorithm, for example, a Cipher-based Message Authentication Code (CMAC) algorithm using AES-128, and the additional information 1620 is It may be input as input values for the security algorithm (1630).
  • CMAC Cipher-based Message Authentication Code
  • the additional information 1620 may include at least one of identification information of a first electronic device (srcAddr) and identification information of a second electronic device (srcAddr).
  • the values in 1640 and 1650 of FIG. 16 illustrate values that can be transferred from the first applet to the first communication module. Scenarios according to options 1, 2, 3, and 4 are substantially the same as the scenarios of FIG. 13, and thus redundant descriptions are omitted.
  • the first communication module may select the first applet.
  • the “SELECT” command may be used.
  • the commands described below can be used by the second applet (service applet, Digital Key Applet; DK Applet) in the UWB digital key system.
  • APDU Application Protocol Data Unit commands as shown in Table 1 may be used.
  • the wired interface is an interface between the security element (SE) and the application process (AP).
  • the contactless interface is an interface through which the SE connects to the NFC reader through NFC.
  • SIO is an interface used to exchange information between applets and applets inside SE.
  • the SIO may be an interface used to exchange information between a first applet and a second applet of the first electronic device.
  • the following SIO function may be used.
  • the "SELECT" command can be used to select an applet to use for communication.
  • the instance AID parameter (instance_AID parameter) used in the "SELECT” command can be determined at the installation stage of the applet. Table 2 relates to the "SELECT" response field.
  • Tag Length Description Field is 5C h variable This field is a list of supported protocol versions in descending order, each version number is concatenated and encoded over 2 bytes in a big endian notation 0100 h : Protocol version defined in CCC Digital Key Phase 2 0200 h : UWB digital key (secure ranging possible) mandatory
  • the protocol version (protocol_version) is preferably set to 0200 h .
  • the "SET RANGING KEY” command can pass the vehicle's ephemeral PK and vehicle address to the DK applet.
  • the "SET RANGING KEY” command and its response can only be delivered through a secure channel.
  • Table 3 relates to the "SET RANGING KEY” command decrypted payload
  • Table 4 relates to the "SET RANGING KEY” response decrypted payload.
  • Tag Length Description Field is 4C h 16 Transaction_identifier mandatory 64 h variable dstAddr, 2 or 8 byte car's UWB MAC address mandatory 87 h 65 dst.ePK, a temporary public key of a vehicle to establish a shared long term key for UWB security ranging mandatory
  • Tag Length Description Field is 64 h variable srcAddr, 2 or 8 byte UWB MAC address of DK device mandatory 87 h 65 src.ePK, Public key of DK device to establish shared long term key for UWB security ranging mandatory 9D h 16 srcCryptogram, calculated by UWB applet mandatory
  • DK applet transfers dstAddr and dst.ePK to UWB applet using SIO function defined in section 3.5.1.
  • the DK applet obtains srcAddr, src.ePK and srcCrpytogram from the UWB applet.
  • the DK applet stores dstAddr information by linking it with the currently active digital key information.
  • the "CONFIRM RANGING KEY” command can be used to confirm that another electronic device has the same key (uwb_ranging_ltk) as the electronic device.
  • the "CONFIRM RANGING KEY” command and its response can only be transmitted through a secure channel.
  • Table 5 relates to the "CONFIRM RANGING KEY” command decoded payload.
  • Tag Length Description Field is 4C h 16 Transaction_identifier mandatory 64 h variable dstAddr, 2 or 8 byte car's UWB MAC address mandatory 9D h 16 dstCryptogram, calculated by car mandatory
  • the DK applet If this command is not received over the secure channel, the DK applet returns an error.
  • the DK applet asks the UWB applet to verify dstCryptogram. DK applet dstCryptogram verification result is received.
  • the DK applet will reply to the car with 90 00 in the "CONFIRM RANGING KEY" response.
  • the UWB applet calculates a long term key for UWB secure ranging during UWB pairing.
  • STS_Key and Initial_V are calculated at the request of UWB chipset.
  • the commands described below can be used by the first applet (UWB applet) in the UWB digital key system.
  • APDU Application Protocol Data Unit
  • Table 6 may be used.
  • the wired interface is an interface between the security element (SE) and the application process (AP).
  • UWB interface is the interface between SE and UWB module (UWB chipset).
  • SIO is an interface used to exchange information between applets and applets inside SE.
  • the SIO may be an interface used to exchange information between a first applet and a second applet of the first electronic device.
  • the following SIO function may be used.
  • the "SELECT" command can be used to select an applet to use for communication.
  • the instance AID parameter (instance_AID parameter) used in the "SELECT” command can be determined at the installation stage of the applet. Table 2 relates to the "SELECT" response field.
  • Tag Length Description Field is 5C h 2 Protocol version, supported protocol version of UWB applet 0100 h : Protocol version defined in the specification in UWB digital key mandatory
  • the "GET STS KEY” command can cause the UWB module (UWB chipset) to obtain the STS Key and initial values to be used for UWB security ranging from the UWB applet.
  • the "GET STS KEY” command and its response can only be transmitted through a secure channel.
  • Table 8 relates to the "GET STS KEY” command payload
  • Table 9 relates to the "GET STS KEY” response payload.
  • Tag Length Description Field is 64 h variable dstAddr, 2 or 8 byte UWB MAC address of destination (eg car) mandatory 91 h 16 dstNonce, a random value selected by a 128 bit UWB target device (e.g. automobile) mandatory
  • Tag Length Description Field is XX h 16 STS_Key, a 128 bit key calculated using the fields of Table 8 and a long term key (uwb_ranging_ltk) mandatory XX h 16 Initial_V, a 128-bit initial value calculated using the fields of Table 8 and a long term key (uwb_ranging_ltk) mandatory 91 h 16 srcNonce, 128 bit random value selected by UWB applet mandatory
  • the DK applet If this command is not received over the secure channel, the DK applet returns an error.
  • the UWB applet verifies that dstAdr has a valid long term key.
  • the UWB applet If there is no valid long term key, the UWB applet returns an error.
  • the UWB applet generates a random srcNonce.
  • UWB applet generates STS_Key using long term key according to 5. STS_Key and Initial_V generation algorithm below.
  • the UWB applet creates Initial_V by using a long term key, according to 5. STS_Key and Initial_V generation algorithm below.
  • the UWB applet responds with a GET STS KEY to the UWB module.
  • Applets inside the security element can exchange information using sharable interface objects (SIO) provided by the Java card system.
  • SIO sharable interface objects
  • Input destination device's MAC address (dstAddr), destination device's public key (dst.ePK), service requester AID
  • the UWB applet validates the inputs.
  • the UWB applet calculates the long term key (uwb_ranging_ltk) as follows:
  • the UWB applet computes the srcCryptogram as follows:
  • the UWB applet validates the inputs.
  • the UWB applet deletes all information associated with that dstAddr.
  • the UWB applet validates the inputs.
  • the UWB applet verifies the dstCryptogram as follows:
  • the UWB applet returns the verification result.
  • the algorithm for generating the key pair is as follows:
  • the algorithm to calculate the message authentication code (cryptogram) for the UWB ranging key can be implemented as follows:
  • a computer-readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (device).
  • One or more programs may include instructions for causing the electronic device to execute methods according to embodiments described in the claims of the present disclosure or in the specification.
  • These programs include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
  • magnetic disc storage device Compact Disc-ROM (CD-ROM), Digital Versatile Discs (DVDs), or other types of It may be stored in an optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all of them. In addition, a plurality of configuration memories may be included.
  • the program is accessed through a communication network such as the Internet, Intranet, LAN (Local Area Network), WLAN (Wide LAN), or SAN (Storage Area Network), or a communication network composed of a combination thereof. It may be stored in an (access) attachable storage device. Such a storage device may be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may access a device performing an embodiment of the present disclosure.
  • a communication network such as the Internet, Intranet, LAN (Local Area Network), WLAN (Wide LAN), or SAN (Storage Area Network), or a communication network composed of a combination thereof. It may be stored in an (access) attachable storage device. Such a storage device may be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may access a device performing an embodiment of the present disclosure.
  • any flow charts, flow charts, state transition diagrams, pseudocodes, etc. may be substantially represented in a computer-readable medium, such that the computer or processor may be executed by such a computer or processor whether or not explicitly shown. It will be appreciated by those skilled in the art to represent a process. Accordingly, the above-described embodiments of the present disclosure can be written in a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer operating the program using a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.), and an optical reading medium (eg, CD-ROM, DVD, etc.).
  • processor or “control unit” should not be construed as referring exclusively to hardware capable of executing software, and without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, read-only to store software.
  • DSP digital signal processor
  • Memory ROM
  • RAM random access memory
  • nonvolatile storage devices may be implicitly included.
  • a plurality of computer-readable recording media may be distributed over network-connected computer systems, and data stored in the distributed recording media, for example, program instructions and codes, may be executed by at least one computer. have.
  • an element expressed as a means for performing a specific function encompasses any way of performing a specific function, and such an element is a combination of circuit elements that perform a specific function, or a combination of circuit elements that perform a specific function. It may include any form of software, including firmware, microcode, and the like, combined with suitable circuitry to perform the software for that purpose.
  • the expression of'at least one of' is only the selection of the first option (A), or only the selection of the second listed option (B), or both It is used to cover a selection of options (A and B).
  • the expression of'at least one of' is only the selection of the first listed option (A), or only the selection of the second listed option (B), or both It is used to cover a selection of options (A and B).
  • only the selection of the first listed option (A), or only the selection of the second listed option (B), or the third listed option (C ) Only, or only the first and second listed options (A and B), or only the second and third listed options (B and C), or all three options ( A and B and C) can be covered. Even if more items are listed, it may be clearly expanded and interpreted by those skilled in the art.

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Abstract

본 개시에 의해, 전자 디바이스에서 다른 전자 디바이스와 제 1 통신을 통해 통신하는 방법으로서: 상기 전자 디바이스의 비밀키, 및 상기 제 1 통신과 서로 독립적인 제 2 통신을 통해 수신된 상기 다른 전자 디바이스의 공개키에 기초하여 제 1 키를 생성하는 단계; 상기 다른 전자 디바이스에서 상기 제 1 키에 대응하는 제 2 키가 생성될 수 있도록, 상기 전자 디바이스의 공개키를 상기 제 2 통신을 통해 상기 다른 전자 디바이스에게 전송하는 단계; 상기 제 1 키에 기초하여 타임스탬프 시퀀스 (timestamp sequence) 를 생성하는 단계; 및 상기 타임스탬프 시퀀스를 이용하여 상기 다른 전자 디바이스와 상기 제 1 통신을 통해 통신하는 단계;를 포함하는 방법이 제공될 수 있다.

Description

통신 방법 및 통신 디바이스
본 개시는 통신 방법 및 통신 디바이스에 관하며, 구체적으로, 보안키를 안전하게 (securely) 생성하고 관리하기 위한 통신 방법 및 통신 디바이스에 관한다.
인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT (Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터 (Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크 (sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC (Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT (Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT (information technology) 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
한편, 스마트 폰, 태블릿 PC와 같은 개인화된 전자 기기가 보급됨에 따라, 디지털화된 가상의 키(즉, 디지털 키)를 이용한 보안, 인증 등을 수행하기 위한 기술이 개발되고 있다. 이러한 디지털 키 기술의 한 방안으로, NFC(Near Field Communication)와 같은 무선 통신 기술을 사용하여 디지털 키를 모바일 디바이스, 예를 들어, 스마트 폰에 통합하는 형태의 기술이 개발되고 있다.
디지털 키가 모바일 디바이스에 삽입됨으로써, 모바일 디바이스의 사용자는 물리적 키를 대체하는 디지털 키를 이용하여 문을 열고 닫을 수 있다. 또한, 디지털 키의 기능이 보다 확장됨으로써, 모바일 디바이스의 사용자는 디바이스로의 접근 및 디바이스의 제어를 위해 디지털 키를 이용할 수 있다.
디지털 키의 사용은 사용자 편의 및 산업적 효과에 있어 큰 개선을 가져올 수 있는 반면, 보안에 대한 우려 역시 제기되고 있다. 디지털 키는 물리적 키와 달리 해킹의 위험에 노출될 수 있기 때문이다. 따라서, 디바이스들에 의해 사용될 보안키를 안전하게 (securely) 생성하고 관리하기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 개시의 실시예들은, 보안키를 안전하게 (securely) 생성하고 관리하기 위한 통신 방법 및 통신 디바이스를 제공하기 위한 것이다.
본 개시에 의해, 전자 디바이스에서 다른 전자 디바이스와 제 1 통신을 통해 통신하는 방법으로서: 상기 전자 디바이스의 비밀키, 및 상기 제 1 통신과 독립적인 제 2 통신을 통해 수신된 상기 다른 전자 디바이스의 공개키에 기초하여 제 1 키를 생성하는 단계; 상기 다른 전자 디바이스에서 상기 제 1 키에 대응하는 제 2 키가 생성될 수 있도록, 상기 전자 디바이스의 공개키를 상기 제 2 통신을 통해 상기 다른 전자 디바이스에게 전송하는 단계; 상기 제 1 키에 기초하여 타임스탬프 시퀀스 (timestamp sequence) 를 생성하는 단계; 및 상기 타임스탬프 시퀀스를 이용하여 상기 다른 전자 디바이스와 상기 제 1 통신을 통해 통신하는 단계;를 포함하는 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 일반적인 D2D 통신 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 복수의 전자 디바이스들의 통신 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 디지털 키의 이용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 디바이스의 블록도이다.
도 5는 스크램블드 타임스탬프 시퀀스 (Scrambled timestamp sequence; STS) 를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제 1 전자 디바이스의 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 통신 방법의 흐름도이다.
도 8은 제 1 전자 디바이스에서 제 1 키를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 9는 제 2 전자 디바이스에서 제 2 키를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 10은 두 전자 디바이스들의 논스 (Nonce) 들을 이용하여 STS 생성 인자들을 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 11a는 제 2 전자 디바이스의 논스를 이용하여 STS 생성 인자들을 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 11b는 제 1 전자 디바이스의 논스를 이용하여 STS 생성 인자들을 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 12는 제 1 전자 디바이스의 보안 요소에 의해 생성된 논스를 이용하여 STS 생성 인자들을 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 13은 STS 생성 인자들의 생성 시나리오들을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 STS 를 생성하기 위한 입력값들의 시나리오들을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 제 1 전자 디바이스 및 제 2 전자 디바이스에서 비대칭키를 이용하여 STS 를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 16은 비대칭키를 이용하여 STS를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 언급되는 기능을 고려하여 현재 사용되는 일반적인 용어로 기재되었으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 다양한 다른 용어를 의미할 수 있다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 용어의 명칭만으로 해석되어서는 안 되며, 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 이 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다.
또한, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 개시를 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수를 뜻하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다. 또한, 본 개시에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에서“상기” 및 이와 유사한 지시어는 단수 및 복수 모두를 지시하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들에 따른 방법을 설명하는 단계들의 순서를 명백하게 지정하는 기재가 없다면, 기재된 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 기재된 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 일부 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단” 및 “구성”등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
또한, 본 개시에서 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. "부", "모듈"은 어드레싱될 수 있는 저장 매체에 저장되며 프로세서에 의해 실행될 수 있는 프로그램에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, “부”, "모듈" 은 소프트웨어 구성 요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들에 의해 구현될 수 있다.
일반적으로 무선 센서 네트워크 기술은 인식 거리에 따라 크게 무선랜(WLAN; Wireless Local Area Network; WLAN) 기술과 무선 사설망(Wireless Personal Area Network; WPAN) 기술로 구분된다. 무선랜 기술은 IEEE 802.11에 기반하고, 전자 디바이스로 하여금 반경 100m 내외에서 기간망에 접속하게 할 수 있다. 무선 사설망 기술은 IEEE 802.15에 기반하고, 디바이스들로 하여금 서로 직접 통신하게 할 수 있다. 무선 사설망 기술로서, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee),　초광대역　통신(ultra-wide band; UWB) 기술 등이 이용될 수 있다. 이러한 무선 센서 네트워크 기술이 구현되는 무선 센서 네트워크는 다수개의 통신 전자 디바이스들로 이루어진다. 다수개의 통신 전자 디바이스들은 단일 채널(channel)을 이용하여 액티브 구간(ACTIVE period)에서 통신을 수행한다. 즉 통신 전자 디바이스들은 실시간으로 패킷을 수집하고, 액티브 구간에서 수집된 패킷을 전송한다.
UWB는 기저대역 상태에서 수 GHz 이상의 넓은 주파수대역, 낮은 스펙트럼 밀도 짧은 펄스폭(1~4 nsec)을 이용한 단거리 고속 무선 통신기술을 의미할 수 있다. UWB는 UWB 통신이 적용되는 대역 자체를 의미할 수도 있다.
본 개시에서, 전자 디바이스에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 이동　단말기,　노트북　컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용　단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC),　태블릿PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 텔레매틱스　단말기, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 냉장고, 프로젝터, 차량(vehicle), 스마트 카, 프린터 등이 포함될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 D2D 통신 절차를 설명하기 위한 도면이다.
D2D(Device-to-Device) 통신이란 기지국과 같은 인프라를 거치지 않고 지리적으로 근접한 전자 디바이스들이 직접적으로 통신하는 방식을 말한다. D2D 통신은 와이파이 다이렉트 (Wi-Fi Direct), 블루투스(Bluetooth)와 같이 비면허 주파수 대역을 사용할 수 있다. 또는, D2D 통신은 면허 주파수 대역을 활용하여 셀룰러 시스템의 주파수 이용 효율을 향상시킬 수도 있다. D2D 통신은 사물과 사물 간의 통신이나 사물 지능 통신을 지칭하는 용어로 제한적으로 사용되기도 하지만, 본 개시에서의 D2D 통신은 통신 기능이 장착된 단순한 장치는 물론, 스마트폰이나 개인용 컴퓨터와 같이 통신 기능을 갖춘 다양한 형태의 장치 간의 통신을 모두 포함할 수 있다.
대상 인식 통신(Peer Aware Communication, PAC)은 D2D 통신 기술 중 하나로, 근접 거리에 위치한 디바이스 및 서비스를 위한 통신 방식이다. PAC에서, D2D 전자 디바이스는 대상 인식 통신 디바이스(Peer Aware Communication Device, PD)로 지칭될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, PAC에서는 하나의 PD가 다른 하나의 PD와 통신하는 일대일(one-to-one) 통신 방식, 하나의 PD가 다수의 PD들과 통신하는 일대다(one-to-many) 통신 방식, 다수의 PD들이 다수의 PD들과 통신하는 다대다(many-to-many) 통신 방식이 존재할 수 있다.
도 2는 복수의 전자 디바이스들의 통신 과정을 설명하기 위한 도면이다.
제1 전자 디바이스(100)와 제2 전자 디바이스(200)는, 디바이스 탐색 (210), 링크 생성 (220) 및 데이터 통신 (230) 프로세스들을 통해, 서로 통신할 수 있다.
디바이스 탐색 과정(210)에서, 제1 전자 디바이스(100)와 제2 전자 디바이스(200) 각각은, 자신의 주변에 있는 전자 디바이스들 중 D2D 통신이 가능한 다른 전자 디바이스들을 탐색할 수 있다. 이를 통해, 제1 전자 디바이스(100)와 제2 전자 디바이스(200) 각각은 D2D 통신을 하기 위한 링크 생성 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 디바이스(100)는 제2 전자 디바이스(200)가 제1 전자 디바이스(100)를 탐색할 수 있도록 탐색 신호를 송신할 수 있다. 또한, 제1 전자 디바이스(100)는 제2 전자 디바이스(200)가 송신하는 탐색 신호를 수신하여 D2D 통신이 가능한 다른 전자 디바이스들이 D2D 통신 범위 내에 있음을 확인할 수 있다.
링크 생성 과정(220)에서, 제1 전자 디바이스(100)와 제2 전자 디바이스(200) 각각은 디바이스 탐색 과정(210)에서 발견한 전자 디바이스들 중 데이터를 전송하고자 하는 전자 디바이스와 데이터 전송을 위한 링크를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 디바이스(100)는 디바이스 탐색 과정(210)에서 발견된 제2 전자 디바이스(200)와 데이터 전송을 위한 링크를 생성할 수 있다.
데이터 통신 과정(230)에서, 제1 전자 디바이스(100)와 제2 전자 디바이스(200) 각각은 링크 생성 과정(220)에서 링크를 생성한 디바이스들과 데이터를 통신할 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 디바이스(100)는 링크 생성 과정(220)에서 생성된 링크를 통해 제2 전자 디바이스(200)와 데이터를 통신할 수 있다. 이하에서, 제 1 전자 디바이스는 스마트폰이고, 제 2 전자 디바이스는 차량 (vehicle)일 수 있다.
도 3은 디지털 키의 이용을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 제 1 전자 디바이스(100), 제 1 전자 디바이스(100)의 사용자(1) 및 제 1 전자 디바이스(100)에 저장된 디지털 키를 이용하여 접근 및 제어를 수행하기 위한 제 2 전자 디바이스들(200A, 200B, …) 을 도시한다. 이하에서는, 사용자(1)가 사용하고 디지털 키가 저장되는 전자 디바이스(100)는, 제 1 전자 디바이스 (100), 디지털 키 (digital key; DK) 디바이스 (100), 소스 디바이스 (100), UWB 소스 (100) 등으로 지칭될 수 있다.
제 1 전자 디바이스(100)는 개인화된 모바일 디바이스일 수 있으나 이에 한정되지 않고, 다양한 종류의 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 디바이스(100)는 스마트폰, 태블릿 PC, PC, 카메라 및 웨어러블 디바이스 등일 수 있다. 제 1 전자 디바이스(100)는, 제 2 전자 디바이스들(200A, 200B, …)에게 접근하고 제 2 전자 디바이스들(200A, 200B, …)을 제어하기 위한 디지털 키를 생성, 삭제, 관리 등의 처리를 수행할 수 있으며, 디지털 키에 대한 인증을 수행할 수 있다.
제 2 전자 디바이스들(200A, 200B, …)은, 제 1 전자 디바이스(100)와 상호 작용하여 디지털 키의 생성을 위한 동작을 수행할 수 있고, 디지털 키를 이용하여 제어되고 접근될 수 있다. 디지털 키는 네트워크나 서버를 통해 다운로드될 수 있다.
일 예로서, 제 1 전자 디바이스(100)는 차량(200A) 또는 차량(200A)에 탑재되는 디바이스(200A)와 상호 작용하기 위한 디지털 키를 저장할 수 있다. 제 1 전자 디바이스(100)는 저장된 디지털 키를 이용하여, 차량(200A)의 다양한 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 디바이스(100)는 디지털 키를 이용하여, 차량(200A)의 문을 개폐할 수 있고, 시동을 걸 수도 있으며, 차량(200A)에 탑재된 다양한 디바이스들을 제어할 수도 있다. 나아가, 자동 주차 시스템과 같은 자율 주행과 관련한 동작을 제어할 수도 있다.
다른 예로서, 제 1 전자 디바이스(100)는, 도어락(200B)과 상호 작용하기 위한 디지털 키를 저장할 수 있다. 제 1 전자 디바이스(100)는 저장된 디지털 키를 이용하여 문을 개폐할 수 있다.
제 1 전자 디바이스(100)가 디지털 키를 이용하여 제어할 수 있는 제 2 전자 디바이스(200)는 도 3에 도시된 예에 제한되지 않으며, 다양한 전자 디바이스들에 디지털 키 기술이 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제 1 전자 디바이스(100)가 차량(200A), 또는 차량(200A)에 탑재되는 디바이스(200A)와 상호 작용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 즉, 제 1 전자 디바이스(100)는 스마트폰이고, 제 2 전자 디바이스(200)는 차량 (vehicle)일 수 있다. 그러나, 이하의 설명은 제 1 전자 디바이스(100)가 차량(200A)의 제 2 전자 디바이스(200) 이외의 다양한 전자 디바이스와 상호 작용하는 경우에도 적용될 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100) 는 도 4의 전자 디바이스의 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제 2 전자 디바이스 (200) 또한 도 4의 전자 디바이스의 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 디바이스의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 전자 디바이스(100)는 통신부(110), 메모리(120), 보안 요소(130) 및 프로세서(140)와 각 구성을 연결하는 버스(150)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는, 다른 디바이스 또는 네트워크와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(110)는 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 칩셋(chipset)의 형태일 수도 있고, 또는 통신에 필요한 정보를 포함하는 스티커/바코드(e.g. NFC tag를 포함하는 스티커)등일 수도 있다.
무선 통신은, 예를 들어, 셀룰러 통신, Wi-Fi(Wireless Fidelity), Wi-Fi Direct, 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 또는 NFC(Near Field Communication) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유선 통신은, 예를 들어, USB 또는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 통신부(110)는 근거리 통신(short range communication)을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(110)는 위에서 설명한 Wi-Fi, Wi-Fi Direct, 블루투스, NFC 외에 적외선 통신, MST(Magnetic Secure Transmission, 마그네틱 보안 통신과 같은 다양한 근거리 통신을 수행하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
메모리(120)에는 애플리케이션과 같은 프로그램 및 파일 등과 같은 다양한 종류의 데이터가 설치 및 저장될 수 있다. 프로세서(140)는 메모리(120)에 저장된 데이터에 접근하여 이를 이용하거나, 또는 새로운 데이터를 메모리(120)에 저장할 수도 있다. 일 실시예에서, 메모리(120)에는 보안키를 안전하게 (securely) 관리하기 위한 프로그램 및 데이터가 설치 및 저장될 수 있다.
보안 요소(130)는 전자 디바이스(100)의 독립된 보안 저장 장치로, 인증된 애플리케이션만 접근 가능한 보안 영역이다. 보안 요소(130)는 다른 하드웨어 구성과 물리적으로 분리(isolate)되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 보안 요소(130)는 embedded Secure Element(eSE), Universal integrated Circuit Card(UICC), Secure Digital Card(SD Card), embedded UICC (eUICC) 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 보안 요소(130)는 별도의 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있고, 보안 요소 (130) 의 프로세서는 보안 요소(130) 의 전체적인 동작을 제어할 수 있다. 보안 요소(130)의 프로세서는 보안키를 안전하게 관리하는 동작을 수행하도록 보안 요소(130)에 포함된 구성들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 보안 요소(130)의 프로세서는 보안 요소(130)의 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 메모리에 저장된 데이터를 읽어들이거나, 메모리에 새로운 데이터를 저장할 수 있다. 보안 요소(130)의 메모리에 저장된 인스트럭션들 또는 프로그램이 보안 요소(130)의 프로세서에 의해 실행되어, 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 보안키를 안전하게 (securely) 관리하기 위한 프로그램 및 데이터가 보안 요소(130)에 설치 및 저장될 수도 있다.
프로세서(140)는 전자 디바이스(100)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU, GPU 등과 같은 프로세서를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 보안키를 안전하게 관리하는 동작을 수행하도록 전자 디바이스(100)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 메모리(120) 및 보안 요소(130)에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 저장된 파일을 읽어오거나, 새로운 파일을 저장할 수도 있다. 메모리(120)에 저장된 인스트럭션들이 프로세서(140)에 의해 실행되어, 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있다.
버스(BUS, 150)는 통신부(110), 메모리(120), 보안 요소(130) 및 프로세서(140)를 연결하는 공통 데이터 전송 통로이다.
전자 디바이스 (100) 와 다른 전자 디바이스, 예를 들어, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200)가 서로 통신하기 위해, 예를 들어, UWB를 통해 서로 통신하기 위해, UWB 보안 레인징 (secure ranging) 이 수행될 수 있다.
두 전자 디바이스들 (100 및 200) 에서 UWB 보안 레인징이 수행될 수 있도록, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 에서 스크램블드 타임스탬프 시퀀스 (Scrambled timestamp sequence; STS) 가 생성될 수 있다. STS 를 생성하는 방법은, UWB 레인징 제어 및 위치 추정에 관한 IEEE 802.15.4z 에 개시된 바에 따라 진행될 수 있다. STS 를 생성하는 방법은 도 5를 더 참조하여 설명한다.
도 5는 STS 를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
두 전자 디바이스들, 예를 들어, 송신자 (sender) 와 수신자 (receiver) 에 의해, STS 는 난수생성기 (Deterministic Random Bit Generator; DRBG) 를 이용하여 각각 계산될 수 있다. 송신자가 수신자에게 계산된 STS를 전송하면, 수신자는 수신된 STS와 직접 계산한 STS가 동일한 값인지 검증할 수 있다. 수신된 STS와 직접 계산한 STS가 동일한 값인 것으로 검증되는 경우, 수신자는 수신된 정보를 신뢰하고, 레인징에 사용할 수 있다. 한 번 전송되어 검증에 사용된 STS는 재사용되지 않으며, 송신자와 수신자는 STS를 전송하는 매 시점에 다시 DRBG를 이용하여 새로운 STS를 생성해야 한다.
도 5를 참조하면, NIST에 의해 정의된 AES-128 hash 알고리즘을 이용하여 128 bit의 pseudo random number를 생성될 수 있다 (540).
DRBG를 이용하여 STS를 생성하기 위해, phyHarpUwbStsKey(500, 이하 StsKey), phyHrpUwbStsVUpper96 (502, 이하 VUpper), 및 phyHrpUwbStsVCounter (504, 이하 Counter), 3개의 인자가 입력값으로 사용될 수 있다. StsKey (500), VUpper (502) 및 Counter (504) 는 각 인자들을 구분하기 위한 명칭에 불과하며, 다른 명칭을 가지더라도 동일한 기능을 수행하는 구성은 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는다.
StsKey (500) 는 AES-128 알고리즘에 사용되는 128bit 길이 키 (key) 이고 (530), Counter(504)(32bit)와 VUpper(502)(96bit)은 AES-128의 입력 값으로 사용되는 값이다 (520).
STS가 계산되면, 두 전자 디바이스들은 Counter (504) 의 값을 증가시킨다 (510). 그리고 다음번 STS를 계산할 때에는 증가된 Counter (504) 가 입력값으로 사용될 수 있다. 이때, StsKey (500) 와 VUpper (502) 은 동일한 값이 사용될 수 있다. Counter (504) 값의 증가와 STS 계산을 반복하여 수행함으로써, 두 전자 디바이스들은 매번 서로 다른 STS 값을 계산하여 생성할 수 있다.
일 실시예에서, StsKey (500), VUpper (502), 및 Counter (504), 3개의 인자는 상위 레이어 (layer) 에 의해서 설정될 수 있다.
한편, DRBG에서 3개의 인자를 사용하기 위해서는, STS를 송신하고 수신하는 두 전자 디바이스들이 사전에 동일한 값을 알고 있어야 STS를 검증하여 보안 레인징을 수행할 수 있다. 즉, 두 전자 디바이스들은 StsKey (500) 를 비밀정보로서 각자 소유하고, 두 전자 디바이스들은 해당 비밀 정보, 즉, StsKey (500) 의 소유 여부를 STS 검증을 통해 확인할 수 있다. 이때, 32bit의 Counter (504) 는 가변될 수 있는 값이고, 다른 나머지 두 개의 인자는 이전과 동일한 값이 재사용되므로, 2^32(2의 32승)개의 STS가 새로운 값으로서 생성될 수 있으며, 이보다 더 많은 수의 STS를 생성할 시에는 이전에 사용된 Counter (504) 가 DRBG에 재사용될 수 있다. 이로 인해, 과거에 사용된 STS와 동일한 값의 STS가 반복적으로 계산되어 전송될 수 있다. 나아가, Counter (504) 의 초기 값이 예측 가능한 값(예, 초기값 0)일 경우 다음 STS에서 사용되는 Counter (504) 의 값 또한 용이하게 예측될 수 있으므로 (0→1), 보안이 담보된다고 보기 어렵다. 만약 두 전자 디바이스가 비밀 정보로서 소유하는 StsKey (500) 가 안전하지 않은 방법으로 생성되거나, 안전하지 않은 장소에서 저장 및 관리될 경우, 해당 비밀 정보가 제3 디바이스에게 노출될 수 있으므로, 보안이 담보된다고 보기 어렵다.
일 실시예에 따르면, 두 전자 디바이스들이 STS를 이용하여 보안 레인징을 수행하고자 할 때, 두 전자 디바이스들에서 StsKey (500) 가 안전하게 (securely) 생성될 수 있고, 예측이 어려운 초기 Counter (504) 값이 이용될 수 있으므로, 보안이 향상될 수 있다.
일 실시예에 따라 StsKey (500) 및 초기 Counter (504) 값을 생성하기 위한 제 1 전자 디바이스의 구조를 설명하기 위해 도 6을 더 참조한다.
도 6은 일 실시예에 따른 제 1 전자 디바이스의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 제 1 전자 디바이스 (100) 는 제 1 통신 모듈 (112), 제 2 통신 모듈 (114), 및 보안 요소 (130) 를 포함할 수 있다.
제 1 전자 디바이스 (100) 는 개인화된 모바일 디바이스일 수 있으나 이에 한정되지 않고, 다양한 종류의 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 디바이스(100)는 스마트폰, 태블릿 PC, PC, 카메라 및 웨어러블 디바이스 등일 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100) 는, 디지털 키 (digital key; DK) 디바이스 (100), 소스 디바이스 (100), UWB 소스 (100) 등으로 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 통신 모듈 (112) 및 제 2 통신 모듈 (114) 은 서로 독립적인 통신 방식을 지원할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 통신 모듈 (112) 은 UWB 통신 모듈 (112) 이고, 제 2 통신 모듈 (114) 는 NFC모듈, 블루투스 모듈, WIFI 모듈, BLE (Bluetooth Low Energy) 모듈, LTE 모듈, 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제 1 전자 디바이스 (100) 의 보안 요소(130)는 전자 디바이스(100)의 독립된 보안 저장 장치로, 인증된 애플리케이션이 접근 가능한 보안 영역이다. 보안 요소(130)는 다른 하드웨어 구성과 물리적으로 분리(isolate)되도록 구성될 수 있다. 보안 요소 (130) 는 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 애플릿 (applet) (132) 과 제 2 애플릿 (134) 으로 구분될 수 있다. 제 1 애플릿 (132) 및 제 2 애플릿 (134) 는 각자의 역할에 의해 논리적으로 구분될 수 있으나, 실제적으로는 1개의 애플릿으로도 충분히 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 애플릿 (132) 및 제 2 애플릿 (134) 는 내부 통신을 통해 필요한 정보를 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 애플릿 (134) 은 제 2 통신 모듈을 통하여 다른 전자 디바이스, 예를 들어, 차량, 도어, 빌딩 출입 게이트, 호텔문, 출입 시스템, 등과 end-to-end 통신을 수행할 수 있다. 해당 다른 전자 디바이스는 제 2 전자 디바이스로 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 애플릿 (134) 은 제 2 전자 디바이스와 보안 통신을 수립할 수 있는 보안키를 가질 수 있다. 예를 들어, 공장 초기 단계에서 동일한 보안키를 두 디바이스들에 설치하거나, 서버를 통해서 제 2 애플릿 (134) 에 보안키를 설치하거나, 또는 Car Connectivity Consortium (이하 CCC)의 디지털 키 (Digital Key) 규격에 정의된 오너 페어링 (Owner Pairing) 을 통해 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스가 보안키를 생성하여 상호 등록함으로써, 제 2 애플릿 (134) 이 제 2 전자 디바이스와 보안 통신을 수립할 수 있는 보안키를 가질 수 있다. 제 2 애플릿 (134) 은, 서비스 애플릿 (service applet), 디지털키 애플릿 (Digital Key Applet; DK Applet) 등으로 지칭될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 애플릿 (134) 은 제 2 전자 디바이스와 제 2 통신 모듈을 통해 보안 채널을 생성하고, 해당 보안 채널을 통해 제 2 전자 디바이스와 제 1 애플릿 (132) 이 보안 레인징을 위해 사용할 보안키를 각각 생성할 수 있도록 어시스트할 수 있다. 제 1 통신 모듈이 UWB 통신 모듈인 경우, 제 2 애플릿 (134) 는 UWB 통신이 아닌 보안 통신 채널을 제공할 수 있다.
제 1 애플릿 (132) 는 보안 요소 (130) 내에 위치하고, 제 1 통신 모듈과 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 통신 모듈은 UWB 통신 모듈이고, 제 1 애플릿 (132) 은 UWB 애플릿일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 애플릿은 제 1 통신 모듈이 보안 레인징에 사용할 StsKey, Counter, 및 VUpper 값을 계산하여 제 1 통신 모듈에게 제공할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제 1 애플릿 (132) 은 StsKey, Counter, 및 VUpper 값을 생성하는데 사용되는 키를 생성할 수 있다. 제 1 전자 디바이스에서 StsKey, Counter, 및 VUpper 값을 생성하는데 사용될 수 있는 키는 제 1 키로 지칭되고, 제 2 전자 디바이스에서 StsKey, Counter, 및 VUpper 값을 생성하는데 사용될 수 있는 키는 제 2 키로 지칭될 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 통신 모듈 (112) 은 제 1 애플릿 (132) 으로부터 StsKey, Counter, 및 VUpper 값을 획득하고, 획득된 값들을 입력값으로 취하여 STS를 생성할 수 있고, 이로써, 제 1 전자 디바이스 (100) 는 다른 전자 디바이스, 즉, 제 2 전자 디바이스와 UWB 보안 레인징을 수행할 수 있다.
제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스가 StsKey, Counter, 및 VUpper 값을 생성하는데 사용되는 동일한 키, 즉, 대칭키를 생성하여 소유하는 방법을 설명하기 위해, 도 7을 더 참조한다.
도 7은 일 실시예에 따른 통신 방법의 흐름도이다.
710에서 전자 디바이스는 다른 전자 디바이스의 공개키에 기초하여 제 1 키를 생성할 수 있다. 본 명세서에서, 전자 디바이스는 제 1 전자 디바이스로 지칭되고, 다른 전자 디바이스는 제 2 전자 디바이스로 지칭될 수 있다. 제 1 키는 전자 디바이스가 다른 전자 디바이스와 제 1 통신을 통해 통신하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 키는 전자 디바이스가 다른 전자 디바이스와 UWB 통신하기 위해 UWB 보안 레인징을 수행하는데 이용될 수 있고, 제 1 키는 전자 디바이스에서 StsKey, Counter, 및 VUpper 값을 생성하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 전자 디바이스는, 전자 디바이스의 비밀키 및 다른 전자 디바이스의 공개키에 기초하여 제 1 키를 생성할 수 있다. 여기서, 다른 전자 디바이스의 공개키는 UWB 가 아닌 통신 방식, 예를 들어, NFC, 블루투스, BLE, 등을 통해 전자 디바이스에서 수신될 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스는 다른 전자 디바이스와 제 2 통신을 통한 연결이 셋업되는 것에 기초하여, 다른 전자 디바이스의 공개키를 제 2 통신을 통해 다른 전자 디바이스로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 다른 전자 디바이스와 NFC 를 통한 연결이 셋업되는 것에 기초하여, 다른 전자 디바이스의 공개키를 NFC를 통해 수신할 수 있다. 다른 전자 디바이스로부터 수신되는 정보는 전자 디바이스의 제 2 애플릿에 의해 먼저 수신되고, 제 2 애플릿으로부터 제 1 애플릿에게 전달될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 키는 다른 전자 디바이스의 식별정보에 대응할 수 있다. 제 1 키와 다른 전자 디바이스의 식별정보의 대응관계는 전자 디바이스에 저장될 수 있다. 제 1 키와 다른 전자 디바이스의 식별정보의 대응관계는 전자 디바이스의 보안 요소에 저장될 수 있고, 보안 요소의 제 1 애플릿에 저장될 수 있다. 다른 전자 디바이스의 식별정보는, 다른 전자 디바이스로부터 전자 디바이스에게 수신될 수 있다. 다른 전자 디바이스의 식별정보 및 공개키는 함께 전자 디바이스에게 수신될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 키는 전자 디바이스의 보안 요소에 의해 생성되어 보안요소에 저장될 수 있다. 예를 들어, 제 1 키는 전자 디바이스의 제 1 애플릿에 의해 생성되어 제 1 애플릿에 저장될 수 있다. 여기서, 제 1 애플릿은 UWB 애플릿일 수 있다.
일 실시예에서, 전자 디바이스는 전자 디바이스의 공개키를 제 2 통신을 통해 다른 전자 디바이스에게 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 다른 전자 디바이스는 자신의 비밀키 및 전자 디바이스의 공개키에 기초하여 제 2 키를 생성할 수 있다. 전자 디바이스에서 생성되는 제 1 키 및 다른 전자 디바이스에서 생성되는 제 2 키는 서로 대응할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 키 및 제 2 키는 대칭키로서 동일한 값을 가질 수 있거나, 비대칭키로서 서로 독립적인 값을 가질 수 ㅇ있다. 대칭키로서 동일한 값을 가지는 제 1 키 및 제 2 키, 또는 비대칭키로서 서로 독립적인 값을 가지는 제 1 키 및 제 2 키는 롱텀키 (long term key)로 지칭될 수 있다. 제 1 키 및 제 2 키가 비대칭키로서 독립적인 값을 가지는 실시예는 도 15 및 도 16 을 참조하여 후술된다.
720에서 전자 디바이스는 제 1 키에 기초하여 타임스탬프 시퀀스를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 타임스탬프 시퀀스는 스크램블드 타임스탬프 시퀀스 (Scrambled timestamp sequence; STS) 일 수 있다.
일 실시예에서, 전자 디바이스에서 타임스탬프 시퀀스는 제 1 키 및 부가정보에 기초하여 생성될 수 있다. 부가정보는, 전자 디바이스의 식별정보, 전자 디바이스에 의해 생성된 논스 (nonce), 전자 디바이스의 보안 요소에 의해 생성된 논스, 다른 전자 디바이스의 식별정보, 다른 전자 디바이스에 의해 생성된 논스, 다른 전자 디바이스의 보안 요소에 의해 생성된 논스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 키는 STS 생성 인자들 중 하나이고, 제 1 키에 기초하여 STS 생성 인자들 중 다른 하나가 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스는 다른 전자 디바이스로부터 STS 생성 인자들 중 일부를 획득할 수도 있다.
제 1 키에 기초하여 STS를 생성하는 방법은 도 10, 11A, 11B, 12, 13, 및 14 를 참조하여 후술된다.
730에서 전자 디바이스는 타임스탬프 시퀀스를 이용하여 다른 전자 디바이스와 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 디바이스는 STS를 이용하여 다른 전자 디바이스와 UWB 보안 레인징을 수행할 수 있고, 나아가, 다른 전자 디바이스와 UWB를 통해 통신할 수 있다.
전자 디바이스 및 다른 전자 디바이스에서 각각 UWB 통신에 사용될 제 1 키 및 제 2 키를 생성하는 방법을 더 구체적으로 설명하기 위해 도 8 및 9를 참조한다.
도 8은 제 1 전자 디바이스에서 제 1 키를 생성하는 방법의 흐름도이고, 도 9는 제 2 전자 디바이스에서 제 2 키를 생성하는 방법의 흐름도이다.
제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 가 UWB 를 통해 통신하기 위해, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 는 UWB 페어링 (pairing) 될 수 있다.
800에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에서 제 2 통신을 통한 보안 연결이 셋업될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 간의 NFC 를 통한 보안 연결이 셋업될 수 있다. 즉, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 는 UWB가 아닌 통신 방식에 의한 보안 채널을 통해 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 공장 초기 단계에서 동일한 보안키를 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에 설치하거나, 서버를 통해서 제 2 애플릿 (134) 에 보안키를 설치하거나, 또는 Car Connectivity Consortium (이하 CCC)의 디지털 키 (Digital Key) 규격에 정의된 오너 페어링 (Owner Pairing) 을 통해 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 가 보안키를 생성하여 상호 등록함으로써, 제 2 애플릿 (134) 이 제 2 전자 디바이스 (200) 와 보안 통신을 수립할 수 있는 보안키를 가질 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 는 기페어링된 전자 디바이스가 맞는지 확인함으로써, 보안 채널을 생성할 수 있다. 제 2 애플릿 (134) 은, 서비스 애플릿 (service applet), 디지털키 애플릿 (Digital Key Applet; DK Applet) 등으로 지칭될 수 있다.
810에서, 제 2 전자 디바이스 (200) 는 키 쌍 (pair) 을 생성할 수 있다. 키 쌍은 비대칭키일 수 있다. 일 실시예에서 키 쌍은 일시적 (ephemeral) 키 쌍으로서, 제 1 키 및 제 2 키를 생성하기 위해 일시적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전자 디바이스 (200) 는 일시적 비밀키 (dst.eSK) 및 일시적 공개키 (dst.ePK) 를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 키 쌍은 고정적 (static) 키 쌍으로서, 제 1 키 및 제 2 키를 생성하기 위해 소정 기간 동안 사용될 수 있다. 제 1 키 및 제 2 키는 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 가 UWB 보안 레인징을 수행하는데 사용될 수 있고, UWB 보안 레인징을 위한 UWB 페어링을 수행하는데 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 키 쌍 생성은, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에서 제 2 통신을 통한 보안 연결이 셋업되기 이전에 수행될 수도 있다. 즉, 제 2 전자 디바이스 (200)의 키 쌍은, 이후 제 1 전자 디바이스 (100) 에게 제 2 전자 디바이스 (200) 의 공개키를 전송하기 이전에 생성되는 것으로 충분할 수 있다.
820에서 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 에게 UWB 보안 레인징을 위한 UWB 페어링을 요청할 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200) 는 기생성된 보안 채널을 통해 제 2 전자 디바이스 (200) 의 일시적 공개키 (dst.ePK) 를 제 1 전자 디바이스 (100) 에게 전송할 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100) 의 제 2 애플릿 (134) 는 제 2 통신 모듈, 예를 들어, NFC 모듈을 통해 제 2 전자 디바이스 (200) 의 일시적 공개키 (dst.ePK) 를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 가 일시적 공개키 (dst.ePK) 와 함께 제 2 전자 디바이스 (200) 로부터 제 1 전자 디바이스 (100) 에게 수신될 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200)의 식별정보 (dstAddr) 는 제 2 전자 디바이스 (200) 의 MAC (media access control) 주소를 포함할 수 있다. 820 동작에서 "SET RANGING KEY" 커맨드가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 가 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 UWB 페어링을 요청할 수도 있다.
822에서 제 1 전자 디바이스 (100) 제 2 애플릿 (134) 은 보안 요소 (SE) 에서 제 1 애플릿 (132) 이 가용 상태인지 결정할 수 있다. 만약 제 1 애플릿 (132) 과 제 2 애플릿 (134) 이 별도로 구분되지 않는다면, 제 2 애플릿 (134) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 의 요청에 대해 UWB 페어링을 수행할 수 있는지 버전(version) 등을 확인할 수 있다.
830에서 제 1 애플릿 (132) 이 가용 상태일 경우, 제 2 애플릿 (134) 은 제 2 전자 디바이스로부터 수신된 정보를 제 1 애플릿 (132) 에게 전달할 수 있다. 만약 보안요소에서 제 1 애플릿 (132) 과 제 2 애플릿 (134) 이 서로 구분되지 않는다면, 830 동작은 생략될 수 있다.
832에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 와의 UWB 보안 레인징에 사용할 키 쌍 (pair) 을 생성할 수 있다. 키 쌍은 비대칭키일 수 있다. 키 쌍은 일시적 (ephemeral) 키 쌍으로서, 제 1 키 및 제 2 키를 생성하기 위해 일시적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 디바이스 (100) 는 일시적 비밀키 (src.eSK) 및 일시적 공개키 (src.ePK) 를 생성할 수 있다. 제 1 키 및 제 2 키는 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 가 UWB 보안 레인징을 수행하는데 사용될 수 있고, UWB 보안 레인징을 위한 UWB 페어링을 수행하는데 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 키 쌍 생성은, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에서 제 2 통신을 통한 보안 연결이 셋업되기 이전에도 수행될 수도 있다. 즉, 제 1 전자 디바이스 (200) 의 키 쌍은, 이후 제 1 전자 디바이스 (100) 가 제 1 키를 생성하기 위해 자신의 비밀키 (src.eSK) 를 사용하기 이전에 생성되는 것으로 충분할 수 있다.
834에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 1 전자 디바이스 (100) 의 비밀키 (src.eSK) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 공개키 (dst.ePK) 에 기초하여 제 1 키를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 애플릿 (132) 은 제 1 전자 디바이스 (100) 의 비밀키 (src.eSK) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 공개키 (dst.ePK) 에 기초하여, 디피-헬먼 (Diffie-Hellman) 키 (Kdh) 를 생성할 수 있다. 디피-헬먼 키 (Kdh) 는 32byte일 수 있다. 디피-헬먼 키 (Kdh) 를 생성하기 위해, ECKA-DH (Elliptic Curve Key Agreement Algorithm - Anonymous Diffie-Hellman Key Agreement) 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제 1 키는 디피-헬먼 키 (Kdh) 의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디피-헬먼 키 (Kdh) 의 앞부분 16 byte 가 제 1 키로 저장될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에 따르면, 디피-헬먼 키 (Kdh) 에서 제 1 키를 제외한 나머지는 크립토그램 (cryptogram) 계산용 키 (Kc) 로 저장될 수 있다. 예를 들어, 디피-헬먼 키 (Kdh) 의 뒷부분 16 byte 가 크립토그램 계산용 키 (Kc) 로 저장될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에 따르면, 제 1 애플릿 (132) 은 크립토그램 계산용 키 (Kc) 를 이용하여 제 1 전자 디바이스 (100) 의 메시지 인증 코드 (message authentication code, srcCryptogram) 를 생성할 수 있다.
836에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 2 애플릿 (134) 에게 제 1 전자 디바이스 (100) 의 공개키 (src.ePK) 를 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr) 가 일시적 공개키 (src.ePK) 와 함께 제 2 애플릿 (134) 에게 전달될 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100)의 식별정보 (srcAddr) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 의 MAC (media access control) 주소를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 메시지 인증 코드가, 식별정보 (srcAddr) 및 일시적 공개키 (src.ePK) 와 함께 제 2 애플릿 (134) 에게 전달될 수 있다. 한편, 보안 요소 내에서 제 1 애플릿 (132) 및 제 2 애플릿 (134) 이 서로 구분되지 않는다면, 836 동작은 생략될 수 있다.
840에서 제 2 애플릿 (134) 은 제 1 애플릿 (132) 으로부터 전달받은 정보를 제 2 통신 모듈을 통해 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 제 2 애플릿 (134) 은 제 1 애플릿 (132) 으로부터 전달받은 정보를 NFC 를 통해 통해 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송할 수 있다. 제 2 애플릿 (134) 이 제 1 애플릿 (132) 으로부터 전달받은 정보는, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 공개키 (src.ePK), 및 메시지 인증 코드 (srcCryptogram) 를 포함할 수 있다. 840 동작에서는 "SET RANGING KEY" 응답 (response) 이 사용될 수 있다.
850에서 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 2 애플릿 (134) 으로부터 수신된 정보를 이용하여, UWB 보안 레인징을 위한 제 2 키를 계산하여 저장할 수 있다. 제 2 키는 제 1 키와 대칭키로서 동일한 값을 가질 수 있다. 대칭키로서 동일한 값을 가지는 제 1 키 및 제 2 키는 롱텀키 (long term key)로 지칭될 수 있다.
852에서 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 의 메시지 인증 코드 (srcCryptogram) 를 검증할 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100) 의 메시지 인증 코드 (srcCryptogram) 의 검증은, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 비밀키와 제 1 전자 디바이스 (100) 의 공개키를 사용하여 수행될 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200) 의 비밀키와 제 1 전자 디바이스 (100) 의 공개키를 사용하여 생성된 크립토그램 (cryptogram) 계산용 키 (Kc) 를 검증에 사용할 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100) 의 메시지 인증 코드 (srcCryptogram) 가 검증되면, 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 로부터 수신된 정보를 저장한다. 제 1 전자 디바이스 (100) 로부터 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 수신된 정보는 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 공개키 (src.ePK), 및 메시지 인증코드 (srcCryptogram) 를 포함할 수 있다.
854에서 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 키와 제 2 키가 동일한지 여부를 확정하기 위해, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 메시지 인증 코드 (dstCryptogram) 를 계산할 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 와 동일한 방식으로 메시지 인증 코드 (dstCryptogram) 를 생성할 수 있다.
860에서 제 2 전자 디바이스 (200) 는 메시지 인증 코드 (dstCryptogram) 을 제 1 전자 디바이스 (100) 의 제 2 애플릿 (134) 에게 전송할 수 있다. 860 동작에서 "CONFIRM RANGING KEY" 커맨드가 사용될 수 있다.
870 에서 제 2 애플릿 (134) 은 제 1 애플릿 (132) 에게, 제 2 전자 디바이스 (200) 로부터 수신된 정보를 전달할 수 있다. 예를 들어, 제 2 애플릿 (134) 은 제 1 애플릿 (132) 에게 제 2 전자 디바이스 (200) 의 메시지 인증 코드 (dstCryptogram) 을 전달할 수 있다. 만약 보안요소에서 제 1 애플릿 (132) 과 제 2 애플릿 (134) 이 서로 구분되지 않는다면, 870 동작은 생략될 수 있다.
872에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 의 메시지 인증 코드 (dstCryptogram) 를 검증할 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200) 의 메시지 인증 코드 (dstCryptogram) 의 검증은, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 비밀키와 제 2 전자 디바이스 (200) 의 공개키를 사용하여 수행될 수 있다. 834 동작과 동일한 방법을 사용하여, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 비밀키와 제 2 전자 디바이스 (200) 의 공개키를 사용하여 생성된 크립토그램 (dstcryptogram) 계산용 키를 검증에 사용할 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200) 의 메시지 인증 코드 (dstCryptogram) 가 검증되면, 874에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 2 애플릿 (134) 에게 검증 결과를 회신할 수 있다. 만약 보안요소에서 제 1 애플릿 (132) 과 제 2 애플릿 (134) 이 서로 구분되지 않는다면, 874 동작은 생략될 수 있다.
880에서 제 2 애플릿 (134) 은, 제 1 애플릿 (132) 으로부터 전달받은 검증 결과를 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송할 수 있다.
제 1 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 로부터 수신된 정보를 저장한다. 제 1 전자 디바이스 (100) 로부터 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 수신된 정보는 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 공개키 (src.ePK), 및 식별정보 (srcAddr) 를 포함할 수 있다. 880 동작에서는 "CONFIRM RANGING KEY" 응답 (response) 이 사용될 수 있다.
상기의 동작들이 모두 성공적으로 수행되면, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 는 서로 동일한 대칭키, 즉, 롱텀키를 가지고 있고 성공적으로 UWB 페어링된 것으로 볼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 페어링된 후 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 의 연결이 종료될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 가 UWB 통신에 사용될 제 1 키 및 제 2 키를 각각 생성하여 소유하게 되는 과정에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (srcAddr, dstAddr), 공개키 (src.ePK, dst.ePK), 메시지 인증 코드 (srcCryptogram, dstCryptogram) 만이 외부에 노출될 뿐이므로, 롱텀키는 안전하게 관리될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에서 각각 생성된 제 1 키 및 제 2 키에 기초하여 STS 를 생성하는 과정에서, STS 생성 인자가 예측하기 어려운 값으로 생성될 수 있다. STS 생성 인자들을 생성하는 방법은 도 10, 11A, 11B, 12, 13, 및 14 를 참조하여 설명한다.
도 10은 두 전자 디바이스들의 논스 (Nonce) 들을 이용하여 STS 생성 인자들을 생성하는 방법의 흐름도이다.
전술된 바와 같이, STS를 생성하기 위해, 3개의 인자, 즉, StsKey, VUpper, 및 Counter 가 이용될 수 있다. StsKey, VUpper 및 Counter 는 각 인자들을 구분하기 위한 명칭에 불과하며, 다른 명칭을 가지더라도 동일한 기능을 수행하는 구성은 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는다.
제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 는 도 8 및 도 9 를 참조하여 전술된 과정을 통해 성공적으로 페어링되었다는 가정 하에, 도 10 의 STS 생성 인자들의 생성 방법을 설명한다. 또한, 제 1 전자 디바이스 (100) 내부, 예를 들어, 애플릿과 통신 모듈 사이에서 수행되는 통신은 안전 (secure) 한 것으로 가정한다.
1010에서 제 1 전자 디바이스 (100) 의 제 1 통신 모듈 (112) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 논스 (dstNonce) 를 획득할 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 는 제 2 전자 디바이스 (200) 의 MAC (media access control) 주소를 포함할 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200) 의 논스 (dstNonce) 는 제 2 전자 디바이스 (200) 에 의해 생성된 랜덤값을 가리킨다.
일 실시예에서, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 논스 (dstNonce) 는 제 1 통신 모듈 (112) 을 통해 획득될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 논스 (dstNonce) 는, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 간에 기 생성된 UWB 채널을 통해 UWB 인밴드 (inband) 로 제 1 전자 디바이스 (100) 에서 획득될 수 있다. 제 1 통신 모듈 (112) 을 통해 획득된 정보는 제 1 통신 모듈 (112) 로부터 제 1 애플릿 (132) 에게 직접 전달될 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 논스 (dstNonce) 는 제 2 통신 모듈 (114) 을 통해 획득될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 논스 (dstNonce) 는, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 간에 기 생성된 NFC, 블루투스, BLE 등의 채널을 통해, UWB 아웃오브밴드 (out of band) 로 제 1 전자 디바이스 (100) 에서 획득될 수 있다. 제 2 통신 모듈 (114) 을 통해 UWB 아웃오브밴드로 획득된 정보는, 제 2 애플릿 (134) 을 통해 제 1 애플릿 (132) 에게 전달될 수도 있다.
1012에서 제 1 통신모듈 (112) 은 제 1 애플릿 (132) 에게, 제 2 전자 디바이스 (200) 로부터 획득된 정보를 전달할 수 있다. 즉, 제 1 통신모듈 (112) 은 제 1 애플릿 (132) 에게, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 논스 (dstNonce) 를 전달할 수 있다. 나아가, 제 1 통신모듈 (112) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 와의 UWB 보안 레인징 수행에 사용할 StsKey 생성을 요청할 수 있다. 1012 동작에서 "GET_STS_KEY" 커맨드가 사용될 수 있다.
1020에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 대응하는 유효한 제 1 키가 저장되어 있는지 확인할 수 있다. 만약 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 대응하는 유효한 제 1 키가 저장되어 있지 않다면, 에러를 반환 (return) 하고, 진행을 멈출 수 있다.
1030에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce) 를 생성할 수 있다.
1040에서 제 1 애플릿 (132) 은 부가 정보, 즉, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce), 제 2 전자 디바이스 (200) 의 논스 (dstNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 적어도 하나와, 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 대응하는 제 1 키에 기초하여 StsKey 를 생성할 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce), 제 2 전자 디바이스 (200) 의 논스 (dstNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 StsKey 를 생성하는데 어떤 정보가 이용될 것인지 미리 결정되어, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 알려져 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 애플릿 (132) 이 StsKey 생성 시, 초기값 (Initial_V) 도 함께 생성할 수 있다.
1050에서 제 1 애플릿 (132) 은 생성된 StsKey, Initial_V, 및 srcNonce 를 제 1 통신 모듈 (112) 에게 전달할 수 있다. 1050동작에서 "GET STS KEY" 응답이 사용될 수 있다.
1060에서 제 1 통신 모듈 (112) 은, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce) 를 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce) 는 제 1 통신 모듈 (112) 을 통해 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce) 는, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 간에 기 생성된 UWB 채널을 통해 UWB 인밴드 (inband) 로 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce) 는 제 2 통신 모듈 (114) 을 통해 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce) 는, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 간에 기 생성된 NFC, 블루투스, BLE 등의 채널을 통해, UWB 아웃오브밴드 (out of band) 로 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송될 수 있다. 구체적으로, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce) 는 제 1 애플릿 (132) 에서 생성되어, 제 2 애플릿 (134) 에게 전달되고, 나아가, 제 2 애플릿 (134) 으로부터 제 2 통신 모듈 (114) 을 통해 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송될 수도 있다.
1070에서 StsKey 및 Initial_V를 이용하여 STS를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 통신 모듈 (112) 은 Initial_V로부터 Counter 및 VUpper 을 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, Initial_V의 일부가 Counter로 설정되고, 나머지 일부가 VUpper 으로 설정될 수 있다. 예를 들어, Initial_V의 앞 32bit가 Counter로 설정되고, Initial_V의 뒤 96bit 가 VUpper 으로 설정될 수 있고, 또한 뒤의 32bit가 Counter로 설정되고, 앞의 96비트가 VUpper 으로 설정될 수 있고, 획득하는 규칙을 통해 기정해진 비트 수만큼 설정될 수 있으나, 비트 수나 설정하는 방법은 이에 제한되지 않는다. Initial_V로부터 Counter 및 VUpper 을 획득하는 규칙은 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 미리 알려져 있거나, 외부에서 전달 받거나, 하나의 디바이스가 나머지 디바이스에게 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 로부터 논스 (srcNonce) 를 수신하여, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 동일한 조합을 이용하여 STS를 생성할 수 있다. 즉, 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 와 동일한 부가정보, 즉, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce), 제 2 전자 디바이스 (200) 의 논스 (dstNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 미리 결정된 적어도 하나와, 제 1 키에 대응하는 제 2 키를 이용하여, STS 생성 인자들을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 는 직접적으로 STS 생성 인자들을 교환하지 않더라도, STS 생성 인자들을 예측이 어려운 값으로 설정할 수 있으므로, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 간의 UWB 통신의 보안이 강화될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 디바이스들 (100 및 200) 의 논스들을 더 이용하여 STS를 생성하는 경우, 암호화 과정이 더 늘어나므로 보안이 강화될 수 있다. 다만, 보안과 속도는 트레이드오프 관계에 있으므로, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 의 성능에 기초하여 보안의 정도가 결정될 수 있다. 예를 들어, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 의 성능이 소정 수준 이상인 것으로 결정되는 경우, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 모든 부가 정보, 즉, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce), 제 2 전자 디바이스 (200) 의 논스 (dstNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 를 모두 이용하여 STS를 생성하고, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 의 성능이 모두 소정 수준 이하이거나 어느 하나가 소정 수준 이하인 것으로 결정되는 경우, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 은 부가 정보 중 일부를 이용하여 STS를 생성하도록 구현될 수 있다. 여기서 성능은 프로세싱 성능, 메모리 성능, 네트워크 성능 등을 포함할 수 있다.
도 11a는 제 2 전자 디바이스의 논스를 이용하여 STS 생성 인자들을 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 11a의 방법 중 1110A, 1112A, 1120A, 및 1170A 동작들은 도 10의 방법 중 1010, 1012, 1020, 및 1070 동작들과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도 11a의 방법은 도 10의 방법 중 1030 및 1060 동작을 생략한 채 수행될 수 있다.
1140A에서 제 1 애플릿 (132) 은 부가 정보, 즉, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 논스 (dstNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 적어도 하나와, 제 1 키에 기초하여 StsKey 를 생성할 수 있다. 제 2 전자 디바이스 (200) 의 논스 (dstNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 StsKey 를 생성하는데 어떤 정보가 이용될 것인지 미리 결정되어, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 알려져 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 애플릿 (132) 이 StsKey 생성 시, 초기값 (Initial_V) 도 함께 생성할 수 있다.
제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 와 동일한 조합을 이용하여 STS를 생성할 수 있다. 즉, 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 와 동일한 부가정보, 즉, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 논스 (dstNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 미리 결정된 적어도 하나와, 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 대응하는 제 1 키에 대응하는 제 2 키를 이용하여, STS 생성 인자들을 획득할 수 있다.
1050A에서 제 1 애플릿 (132) 은 생성된 StsKey 및 Initial_V를 제 1 통신 모듈 (112) 에게 전송할 수 있다. 1050A동작에서 "GET STS KEY" 응답이 사용될 수 있다.
도 11b는 제 1 전자 디바이스의 논스를 이용하여 STS 생성 인자들을 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 11b의 방법 중 1110B, 1112B, 및 1140 동작이 도 10의 방법으로부터 구별되고, 1120B, 1130B, 1150B, 1160B, 및 1170B 동작들은 도 10 의 방법 중 1020, 1030, 1050, 1060, 및 1070 동작들과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
1110B에서 제 1 전자 디바이스 (100) 의 제 1 통신 모듈 (112) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 는 제 1 통신 모듈 (112) 을 통해 획득될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 는, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 간에 기 생성된 UWB 채널을 통해 UWB 인밴드 (inband) 로 제 1 전자 디바이스 (100) 에서 획득될 수 있다. 제 1 통신 모듈 (112) 을 통해 획득된 정보는 제 1 통신 모듈 (112) 로부터 제 1 애플릿 (132) 에게 직접 전달될 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 는 제 2 통신 모듈 (114) 을 통해 획득될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 는, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 간에 기 생성된 NFC, 블루투스, BLE 등의 채널을 통해 UWB 채널과는 다른 채널 (UWB 아웃오브밴드(out of band)) 로 제 1 전자 디바이스 (100) 에서 획득될 수 있다. 제 2 통신 모듈 (114) 을 통해 UWB 아웃오브밴드로 획득된 정보는, 제 2 애플릿 (134) 을 통해 제 1 애플릿 (132) 에게 전달될 수도 있다.
1012B에서 제 1 통신모듈 (112) 은 제 1 애플릿 (132) 에게, 제 2 전자 디바이스 (200) 로부터 획득된 정보를 전달할 수 있다. 즉, 제 1 통신모듈 (112) 은 제 1 애플릿 (132) 에게, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 를 전달할 수 있다.
1140B에서 제 1 애플릿 (132) 은 부가 정보, 즉, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 적어도 하나와, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 대응하는 제 1 키에 기초하여 StsKey 를 생성할 수 있다. 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 StsKey 를 생성하는데 어떤 정보가 이용될 것인지 미리 결정되어, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 알려져 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 애플릿 (132) 이 StsKey 생성 시, 초기값 (Initial_V) 도 함께 생성할 수 있다.
제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 와 동일한 조합을 이용하여 STS를 생성할 수 있다. 즉, 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 1 전자 디바이스 (100) 와 동일한 부가정보, 즉, 제 1 전자 디바이스 (100) 의 논스 (srcNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 미리 결정된 적어도 하나와, 제 1 키에 대응하는 제 2 키를 이용하여, STS 생성 인자들을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 의 성능이 소정 수준 이상인 것으로 결정되는 경우, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 의 논스들이 모두 이용되거나, 모두 획득되고, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 의 성능이 모두 소정 수준 이하이거나 어느 하나가 소정 수준 이하인 것으로 결정되는 경우, 두 전자 디바이스들 (100 및 200) 의 논스들 중 적어도 일부만이 이용되거나 획득되어 STS를 생성하도록 구현될 수 있다. 여기서 성능은 프로세싱 성능, 메모리 성능, 네트워크 성능 등을 포함할 수 있다.
도 12는 제 1 전자 디바이스의 보안 요소에 의해 생성된 논스를 이용하여 STS 생성 인자들을 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 12의 방법은 제 1 전자 디바이스 (100) 의 보안요소인 제 2 애플릿 (134) 에 의해 논스가 생성되는 점에서, 도 10, 11A, 및 11B 의 방법들과 구별될 수 있다.
1200에서, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 가 상호 인증을 수행한다. 제 1 전자 디바이스 (100) 의 제 2 애플릿 (134) 이 제 2 전자 디바이스 (200) 와 상호 인증을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 상호 인증은 NFC, 블루투스, BLE 등을 지원하는 제 2 통신 모듈을 통해 수행될 수 있다. 상호 인증 알고리즘은 CCC 디지털 키 (Digital Key) 규격에 정의된 방법에 따라 수행될 수 있다.
1202에서 제 1 전자 디바이스 (100) 의 제 2 애플릿 (134) 은 논스 (dkNonce) 를 생성할 수 있다. 제 2 애플릿 (134) 의 논스 (dkNonce) 는 제 2 전자 디바이스와 제 2 애플릿 (134) 간의 상호 인증된 연결의 연결 (transaction) ID 및 상호 인증 후 생성된 보안 채널의 롱텀키 (long term key) 중 적어도 하나를 이용하여 생성될 수 있다. 제 2 애플릿 (134) 의 논스 (dkNonce) 는 제 2 전자 디바이스 (200) 에 의해 생성되어 제 1 전자 디바이스 (100) 에게 안전하게 전송될 수 있다.
1204에서 제 2 애플릿 (134) 은 제 1 애플릿 (132) 에게, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 해당하는 제 2 전자 디바이스 (200) 과의 UWB 보안 레인징에 사용할 논스 (dkNonce) 를 전달할 수 있다.
1206에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 해당하는 제 1 키가 저장되어 있는지 확인할 수 있다. 만약 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보에 대응하는 유효한 제 1 키가 저장되어 있지 않다면, 에러를 반환 (return) 하고, 진행을 멈출 수 있다.
1208에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 와의 UWB 레인징에 사용될 논스값으로서 제 2 애플릿 (134) 의 논스 (dkNonce) 를 저장할 수 있다.
도 12의 방법 중 1210, 1212, 및 1220 동작은 도 11b의 방법 중 1110B, 1112B, 및 1120B 동작과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
1240에서 1208에서 저장된 제 2 애플릿 (134) 의 논스 (dkNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 적어도 하나와, 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 대응하는 제 1 키에 기초하여 StsKey 를 생성할 수 있다. 제 2 애플릿 (134) 의 논스 (dkNonce), 제 1 전자 디바이스 (100) 의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 중 StsKey 를 생성하는데 어떤 정보가 이용될 것인지 미리 결정되어, 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 알려져 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 애플릿 (132) 이 StsKey 생성 시, 초기값 (Initial_V) 도 함께 생성할 수 있다.
1250에서 제 1 애플릿 (132) 은 생성된 StsKey 및 Initial_V를 제 1 통신 모듈 (112) 에게 전송할 수 있다. 1250동작에서 "GET STS KEY" 응답이 사용될 수 있다.
도 12의 방법 중 1270 동작은 도 10 의 방법 중 1070 동작과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 13은 STS 생성 인자들의 생성 시나리오들을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 을 참조하면, 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿은 제 1 키 (1310) 및 부가정보 (1320) 에 기초하여 StsKey (1340) 를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 키 (1310) 는 보안 알고리즘, 예를 들어, AES-128을 이용하는 CMAC (Cipher-based Message Authentication Code) 알고리즘의 키값으로서 이용될 수 있고, 부가정보 (1320) 는 해당 보안 알고리즘에 대한 입력값들로 입력될 수 있다 (1330).
도 13의 1340 및 1350 안의 값들은 제 1 애플릿으로부터 제 1 통신 모듈로 전달될 수 있는 값들을 도시한다.
옵션1을 참조하면, 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿은 StsKey 및 Initial_V를 생성하여 제 1 통신 모듈에게 전달할 수 있다. StsKey 및 Initial_V를 전달받은 제 1 통신 모듈은, Initial_V로부터 Counter 및 VUpper 을 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, Initial_V의 일부가 Counter로 설정되고, 나머지 일부가 VUpper 으로 설정될 수 있다. 예를 들어, Initial_V의 앞 32bit가 Counter로 설정되고, 뒤 96bit 가 VUpper 으로 설정될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. Initial_V로부터 Counter 및 VUpper 을 획득하는 규칙은 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 미리 알려져 있을 수 있다.
옵션2를 참조하면, 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿은 StsKey, Counter, 및 VUpper을 모두 생성할 수 있다. 제 1 애플릿은 생성된 StsKey, Counter, 및 VUpper를 제 1 통신 모듈에게 전달할 수 있다.
옵션3을 참조하면, 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿은 StsKey 를 생성하여 제 1 통신 모듈에게 전달할 수 있다. 일 실시예에서, Counter 및 VUpper는 제 1 통신 모듈을 통해 UWB 인밴드로 제 2 전자 디바이스로부터 제 1 통신 모듈에서 수신될 수 있다. 일 실시예에서, Counter 및 VUpper는 제 2 통신 모듈을 통해 UWB 아웃오브밴드로 제 2 전자 디바이스로부터 제 2 통신 모듈, 제 2 애플릿, 및 제 1 애플릿을 거쳐 제 1 통신 모듈에서 수신될 수 있다.
옵션4를 참조하면, 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿은 StsKey 및 VUpper를 생성하여 제 1 통신 모듈에게 전달할 수 있다. 일 실시예에서, Counter 는 제 1 통신 모듈을 통해 UWB 인밴드로 제 2 전자 디바이스로부터 제 1 통신 모듈에서 수신될 수 있다. 일 실시예에서, Counter 는 제 2 통신 모듈을 통해 UWB 아웃오브밴드로 제 2 전자 디바이스로부터 제 2 통신 모듈, 제 2 애플릿, 및 제 1 애플릿을 거쳐 제 1 통신 모듈에서 수신될 수 있다.
도 14는 STS 를 생성하기 위한 입력값들의 시나리오들을 설명하기 위한 도면이다.
도 10, 11A, 11B, 및 12 에서 전술된 바와 같이, 부가정보 (1420) 는, 제 1 전자 디바이스의 식별정보 (srcAddr), 제 2 전자 디바이스의 식별정보 (srcAddr), 논스를 포함할 수 있다. 논스는 제 1 전자 디바이스에 의해 생성된 논스, 제 2 전자 디바이스에 의해 생성된 논스, 제 1 전자 디바이스의 보안 요소에 의해 생성된 논스, 및 제 2 전자 디바이스의 보안 요소에 의해 생성된 논스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 전자 디바이스의 식별정보 (srcAddr), 및 제 2 전자 디바이스의 식별정보 (srcAddr) 가 StsKey (1440) 를 생성하기 위한 입력값들로 이용될 수 있다. 나아가, 제 2 전자 디바이스에 의해 생성된 논스 (dstNonce) 가 입력값으로 이용되거나, 제 1 전자 디바이스 및 제 2 전자 디바이스에 의해 생성된 논스들 (srcNonce 및 dstNonce) 입력값들로 이용되거나, 제 1 전자 디바이스의 보안요소에 의해 생성된 논스 (dkNonce) 가 입력값으로 이용되거나, 제 1 전자 디바이스에 의해 생성된 논스 (srcNonce) 가 입력값으로 이용되거나, 제 2 전자 디바이스의 보안요소에 의해 생성된 논스가 입력값으로 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전자 디바이스에서 생성되는 제 1 키 및 제 2 전자 디바이스에서 생성되는 제 2 키는 비대칭키로서 독립적인 값을 가질 수 있다. 비대칭키로서 독립적인 값을 가지는 제 1 키 및 제 2 키는 롱텀키 (long term key) 로 지칭될 수 있다. 제 1 키 및 제 2 키가 비대칭키로서 독립적인 값을 가지는 실시예는 도 15 및 도 16 을 참조하여 설명한다.
도 15는 제 1 전자 디바이스 및 제 2 전자 디바이스에서 비대칭키를 이용하여 STS 를 생성하는 방법의 흐름도이다.
1500에서 제 2 전자 디바이스 (200) 는 일시적 키 쌍 (dst.ePK 및 dst.eSK) 을 생성할 수 있다.
1510에서 제 2 전자 디바이스 (200) 는 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 일시적 공개키 (dst.ePK) 를 제 1 전자 디바이스 (100) 에게 전송하고, 제 1 전자 디바이스 (100) 는 제 1 통신 모듈 (112) 을 통해 UWB 인밴드로, 또는 제 2 통신 모듈 (114) 을 통해 UWB 아웃오브밴드 (out of band) 로 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 일시적 공개키 (dst.ePK) 를 수신할 수 있다. 제 1 통신 모듈 (112) 을 통해 수신된 정보는 바로 제 1 애플릿 (132) 에게 전달될 수 있고, 제 2 통신 모듈 (112) 을 통해 수신된 정보는 제 2 애플릿 (134) 를 거쳐 제 1 애플릿 (132) 에게 전달될 수도 있다.
1512에서 제 1 통신 모듈 (112) 은 제 1 애플릿 (132) 에게, 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 및 일시적 공개키 (dst.ePK) 를 전달하고, 제 2 전자 디바이스 (200) 과의 UWB 보안 레인징 수행에 사용될 StsKey 생성을 요청할 수 있다. 1512 동작에서 "GET_STS_KEY" 커맨드가 사용될 수 있다.
1520에서 제 1 애플릿 (132) 은 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 대응하는 유효한 제 1 키가 저장되어 있는지 확인할 수 있다. 만약 제 2 전자 디바이스 (200) 의 식별정보 (dstAddr) 에 대응하는 유효한 제 1 키가 저장되어 있지 않다면, 에러를 반환 (return) 하고, 진행을 멈출 수 있다.
1530 에서 제 1 애플릿 (132) 은 일시적 키 쌍 (src.ePK 및 src.eSK) 을 생성할 수 있다.
1540 에서 제 1 애플릿 (132) 은 자신의 고정적 비밀키 (src.SK)와 일시적 비밀키 (src.eSK), 및 제 2 전자 디바이스의 고정적 공개키 (dst.PK) 와 일시적 공개키 (dst.ePK) 를 모두 이용하여 제 1 키를 생성할 수 있다. 나아가, 제 1 애플릿 (132) 은 생성된 제 1 키에 기초하여 StsKey 및 Initial_V를 생성할 수 있다.
1550에서 제 1 애플릿 (132) 은 생성된 StsKey, Initial_V, 및 자신의 일시적 공개키 (src.ePK)를 제 1 통신 모듈 (112) 에게 전달할 수 있다. 1550 동작에서 "GET STS KEY" 응답이 사용될 수 있다.
1560에서 제 1 전자 디바이스 (100) 의 일시적 공개키 (src.ePK) 는 제 1 통신 모듈 (112) 을 통해 UWB 인밴드로, 또는 제 2 통신 모듈 (114) 을 통해 UWB 아웃오브밴드로 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 전송될 수 있다.
1570에서 제 1 통신 모듈 (112) 은 전달된 StsKey 및 Initial_V에 기초하여 STS를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 통신 모듈 (112) 은 Initial_V로부터 Counter 및 VUpper 을 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, Initial_V의 일부가 Counter로 설정되고, 나머지 일부가 VUpper 으로 설정될 수 있다. 예를 들어, Initial_V의 앞 32bit가 Counter로 설정되고, 뒤의 96bit 가 VUpper 으로 설정될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. Initial_V로부터 Counter 및 VUpper 을 획득하는 규칙은 제 1 전자 디바이스 (100) 및 제 2 전자 디바이스 (200) 에게 미리 알려져 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, STS 생성인자인 제 1 키 및 제 2 키가 비대칭하므로, 제 1 전자 디바이스 (100) 와 제 2 전자 디바이스 (200) 간 통신의 보안이 더 강화될 수 있다.
도 16은 비대칭키를 이용하여 STS를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿은, 제 1 전자 디바이스의 고정적 비밀키 (src.SK)와 일시적 비밀키 (src.eSK), 및 제 2 전자 디바이스의 고정적 공개키 (dst.PK) 와 일시적 공개키 (dst.ePK) 를 모두 이용하여 제 1 세션키 (session key) 를 생성할 수 있다. 이때, ECKA (Elliptic Curve Key Agreement Algorithm) 을 이용하여 제 1 세션키가 생성될 수 있다.
제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿은 제 1 세션키 (1610) 및 부가정보 (1620) 에 기초하여 StsKey (1640) 를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 세션키 (1610) 는 보안 알고리즘, 예를 들어, AES-128을 이용하는 CMAC (Cipher-based Message Authentication Code) 알고리즘의 키값으로서 이용될 수 있고, 부가정보 (1620) 는 해당 보안 알고리즘에 대한 입력값들로 입력될 수 있다 (1630).
일 실시예에서 부가정보 (1620) 는 부가정보 (1420) 는, 제 1 전자 디바이스의 식별정보 (srcAddr) 및 제 2 전자 디바이스의 식별정보 (srcAddr) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 16의 1640 및 1650 안의 값들은 제 1 애플릿으로부터 제 1 통신 모듈로 전달될 수 있는 값들을 도시한다. 옵션1, 2, 3, 및 4 에 따른 시나리오들은 도 13 의 시나리오들과 실질적으로 동일한 바 중복 설명은 생략한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿과 제 1 통신 모듈이 서로 통신하기 위해, 제 1 통신 모듈이 제 1 애플릿을 선택할 수 있다. 제 1 통신 모듈이 제 1 애플릿을 선택하기 위해, "SELECT" 커맨드가 사용될 수 있다.
상기 실시예들을 구현하기 위해 필요한 예시적인 커맨드들에 대해 설명한다.
아래에서 설명되는 커맨드들은 UWB 디지털 키 시스템에서 제 2 애플릿 (서비스 애플릿 (service applet), 디지털키 애플릿 (Digital Key Applet; DK Applet)) 에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 표 1 과 같은 APDU (Application Protocol Data Unit) 커맨드들이 사용될 수 있다.
Command Wired Interface Contactless Interface Comment
SELECT Yes Yes Updated from CCC Digital Key Phase 2
SET RANGING KEY No Yes
CONFIRM RANGING KEY No Yes
여기서, 유선 인터페이스 (Wired interface) 는 보안요소 (SE) 와 AP (Application Process) 사이의 인터페이스이다. 무접점 인터페이스 (Contactless interface)는 SE가 NFC를 통해 NFC 리더 (reader) 와 연결되는 인터페이스이다. SIO는 SE 내부에서 애플릿과 애플릿 간의 정보 교환에 사용되는 인터페이스이다. 예를 들어, SIO는 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿과 제 2 애플릿 간의 정보 교환에 사용되는 인터페이스일 수 있다.
제 1 애플릿과 제 2 애플릿, 예를 들어, DK 애플릿과 UWB 애플릿이 통신하기 위해, 다음의 SIO 기능 (function) 이 이용될 수 있다.
…SIO_set_ranging_key
…SIO_delete_ranging_key
…SIO_confirm_ranging_key
"SELECT" 커맨드는 통신에 사용할 애플릿을 선택할 때 사용될 수 있다. "SELECT" 커맨드에 사용되는 인스턴스 AID 파라미터 (instance_AID parameter) 는 애플릿의 설치 단계에서 결정될 수 있다. 표 2는 "SELECT" 응답 필드에 관한다.
command: 00 A4 04 00 Lc [instance_AID] 00
response: [표 2] 90 00
Tag Length Description Field is
5C h 가변 이 필드는 지원되는 프로토콜 버전들이 내림차순으로 정렬된 리스트이고, 각 버전 넘버는 연결되고, 빅 엔디안 노테이션 (big endian notation)에서 2 bytes 상에서 인코딩된다.0100 h : CCC 디지털 키 페이즈 2 에서 정의되는 프로토콜 버전0200 h : UWB 디지털 키 (보안 레인징 가능) mandatory
UWB 디지털 키 시스템에서 프로토콜 버전 (protocol_version) 은 0200 h로 설정되는 것이 바람직하다.
"SET RANGING KEY" 커맨드를 통해, 다른 전자 디바이스, 예를 들어, 자동차가 UWB 페어링을 개시 (initiation) 한다. "SET RANGING KEY" 커맨드는 DK 애플릿에 자동차의 일시적 공개키 (ephemeral PK) 와 자동차 주소 (vehicle address) 를 전달할 수 있다. "SET RANGING KEY" 커맨드와 그에 대한 응답은 보안 채널을 통해서만 전달될 수 있다. 표 3은 "SET RANGING KEY" 커맨드 해독된 페이로드 (Decrypted Payload)에 관하고, 표 4는 "SET RANGING KEY" 응답 해독된 페이로드에 관한다.
command: 84 90 00 00 Lc [encrypted_command_payload] [command_mac] 00
response: [encrypted_response_payload] [response_mac] 90 00
Tag Length Description Field is
4C h 16 트랜잭션_식별자 (transaction_identifier) mandatory
64 h 가변 dstAddr, 2 또는 8 byte 자동차의 UWB 맥 주소 mandatory
87 h 65 dst.ePK , UWB 보안 레인징을 위해 공유된 롱텀키를 수립하기 위한 자동차의 일시적 공개키 mandatory
Tag Length Description Field is
64 h 가변 srcAddr, 2 또는 8 byte DK 디바이스의 UWB 맥 주소 mandatory
87 h 65 src.ePK , UWB 보안 레인징을 위해 공유된 롱텀키를 수립하기 위한 DK 디바이스의 공개키 mandatory
9D h 16 srcCryptogram, UWB 애플릿에 의해 계산됨 mandatory
"SET RANGING KEY" 커맨드의 프로세싱 규칙 (Processing Rules) 은 다음과 같다:
만약 이 커맨드가 보안채널을 통해 수신되지 않았다면, DK 애플릿은 error를 리턴한다.
DK 애플릿은 dstAddr과 dst.ePK를 UWB 애플릿으로 section 3.5.1에 정의된 SIO function을 이용하여 전달한다.
DK 애플릿이 UWB 애플릿으로부터 srcAddr, src.ePK 와 srcCrpytogram을 획득한다.
DK 애플릿은 dstAddr 정보를 현재 활성화된 digital key 정보와 연결하여 저장한다.
DK 애플릿 tabe 9-4의 data를 포함하여 SET RANGING KEY response로 자동차에 응답한다.
"CONFIRM RANGING KEY" 커맨드는 다른 전자 디바이스가 전자 디바이스와 동일한 키 (uwb_ranging_ltk) 를 가졌음을 확인할 때 사용될 수 있다. "CONFIRM RANGING KEY" 커맨드와 그에 대한 응답은 보안 채널을 통해서만 전달될 수 있다. 표 5는 "CONFIRM RANGING KEY" 커맨드 해독된 페이로드에 관한다.
command: 84 92 00 00 Lc [encrypted_command_payload] [command_mac] 00
response: 90 00
Tag Length Description Field is
4C h 16 트랜잭션_식별자 (transaction_identifier) mandatory
64 h 가변 dstAddr, 2 또는8 byte 자동차의 UWB 맥 주소 mandatory
9D h 16 dstCryptogram, 자동차에 의해 계산됨 mandatory
"CONFIRM RANGING KEY" 커맨드의 프로세싱 규칙은 다음과 같다:
만약 이 커맨드가 보안채널을 통해 수신되지 않았다면, DK 애플릿은 에러를 리턴한다.
DK 애플릿이 UWB 애플릿에 dstCryptogram 검증을 요청한다. DK 애플릿 dstCryptogram 검증 결과를 받는다.
만약 dstCryptogram 이 성공적으로 검증되었다면, DK 애플릿은 "CONFIRM RANGING KEY" 응답에 90 00 을 넣어 자동차로 회신한다.
만약 검증이 실패한다면, 에러 코드를 넣어 자동차로 회신한다.
UWB 애플릿은 UWB pairing 시, UWB secure ranging을 위한 long term key를 계산한다. 또한 UWB chipset의 요청에 따라 STS_Key와 Initial_V를 계산한다.
아래에서 설명되는 커맨드들은 UWB 디지털 키 시스템에서 제 1 애플릿 (UWB 애플릿) 에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 표 6 과 같은 APDU (Application Protocol Data Unit) 커맨드들이 사용될 수 있다.
Command Wired Interface UWB Interface Comment
SELECT Yes Yes
GET STS KEY No Yes
여기서, 유선 인터페이스 (Wired interface) 는 보안요소 (SE) 와 AP (Application Process) 사이의 인터페이스이다. UWB 인터페이스는 SE와 UWB 모듈 (UWB 칩셋) 사이의 인터페이스이다. SIO는 SE 내부에서 애플릿과 애플릿 간의 정보 교환에 사용되는 인터페이스이다. 예를 들어, SIO는 제 1 전자 디바이스의 제 1 애플릿과 제 2 애플릿 간의 정보 교환에 사용되는 인터페이스일 수 있다.
제 2 애플릿과 제 1 애플릿, 예를 들어, UWB 애플릿과 DK 애플릿이 통신하기 위해, 다음의 SIO 기능 (function) 이 이용될 수 있다.
…SIO_set_ranging_key
…SIO_delete_ranging_key
…SIO_confirm_ranging_key
"SELECT" 커맨드는 통신에 사용할 애플릿을 선택할 때 사용될 수 있다. "SELECT" 커맨드에 사용되는 인스턴스 AID 파라미터 (instance_AID parameter) 는 애플릿의 설치 단계에서 결정될 수 있다. 표 2는 "SELECT" 응답 필드에 관한다.
command: 00 A4 04 00 Lc [instance_AID] 00
response: [표 7] 90 00
Tag Length Description Field is
5C h 2 프로토콜 버전, UWB 애플릿의 지원되는 프로토콜 버전0100 h : UWB 디지털 키에서 specification 에서 정의되는 프로토콜 버전 mandatory
"GET STS KEY" 커맨드는 UWB 모듈 (UWB 칩셋) 이 UWB 애플릿으로부터 UWB 보안 레인징에 사용할 STS Key와 초기값들 (initial value) 을 획득하게 할 수 있다. "GET STS KEY" 커맨드와 그에 대한 응답은 보안 채널을 통해서만 전달될 수 있다. 표 8 은 "GET STS KEY" 커맨드 페이로드에 관하고, 표 9는 "GET STS KEY" 응답 페이로드에 관한다.
command: 84 94 00 00 Lc [표 8] 00
response: [encrypted_payload][mac] 90 00
Tag Length Description Field is
64 h 가변 dstAddr, 2 또는 8 byte 목적지 (예: 자동차) 의 UWB 맥 주소 mandatory
91 h 16 dstNonce, 128 bit UWB 목적 디바이스 (예: 자동차) 에 의해 선택된 랜덤값 mandatory
Tag Length Description Field is
XX h 16 STS_Key, 테이블 8의 필드들 및 롱텀키 (uwb_ranging_ltk) 를 이용하여 계산된 128 bit 키 mandatory
XX h 16 Initial_V, 테이블 8의 필드들 및 롱텀키 (uwb_ranging_ltk) 를 이용하여 계산된 128 bit 초기값 mandatory
91 h 16 srcNonce, UWB 애플릿에 의해 선택된 128 bit 랜덤 값 mandatory
"GET STS KEY" 커맨드의 프로세싱 규칙은 다음과 같다:
만약 이 커맨드가 보안채널을 통해 수신되지 않았다면, DK 애플릿은 에러를 리턴한다.
UWB 애플릿은 dstAdr에 유효한 롱텀키 (long term key) 가 있는지 확인한다.
만약 유효한 롱텀키가 없다면 UWB 애플릿은 에러을 리턴한다.
UWB 애플릿이 랜덤 논스 (random srcNonce) 를 생성한다.
UWB 애플릿이 STS_Key를 롱텀키를 이용하여, 아래의 5. STS_Key 및 Initial_V 생성 알고리즘에 따라 생성한다.
UWB 애플릿이 Initial_V를 롱텀키를 이용하여, 아래의 5. STS_Key 및 Initial_V 생성 알고리즘에 따라 생성한다.
UWB 애플릿이 UWB 모듈에 GET STS KEY 응답한다.
보안요소 (SE) 내부의 애플릿들은 자바 카드 시스템 (java card system) 에서 제공하는 공유 가능 인터페이스 오브젝트 (sharable interface objects; SIO) 를 이용하여 정보를 교환할 수 있다.
"SIO_set_ranging_key" 에 대해 설명한다.
기능 제공자(Function provider): UWB 애플릿
예상되는 기능 호출자 (Expected Function Caller): DK 애플릿
입력: 목적 디바이스의 맥 주소 (dstAddr), 목적 디바이스의 공개키 (dst.ePK), 서비스 요청자AID
출력: 소스 디바이스의 맥 주소 (srcAddr), 소스 디바이스의 공개키 (src.ePK), srcCryptogram
"SIO_set_ranging_key"의 프로세싱 규칙은 다음과 같다:
UWB 애플릿이 입력값들의 유효성을 검사한다.
UWB 애플릿이 다음과 같이 롱텀키 (uwb_ranging_ltk) 를 계산한다.
임시 키 쌍 src.ePK, src.eSK 을 생성 (1. 키 쌍을 생성하는 알고리즘에 따라 생성)
dst.ePK 와 src.eSK를 이용하여 Kdh를 계산 (2. 디피-헬먼 공유키를 계산하는 알고리즘에 따라서 계산)
Kdh의 최상위 바이트 (most significant bytes) 를 Kc로, 최하위 바이트 (Least significant bytes)를 롱텀키 (uwb_ranging_ltk) 로 설정
UWB 애플릿이 다음과 같이 srcCryptogram 를 계산한다.
Kc를 키로하여 KCsmac을 계산 (3. KCsmac 및 KCdmac 을 유도하는 알고리즘을 따라 계산)
KCsmac을 키로하여 srcCryptogram을 계산 (4. UWB 레인징 키를 위해 메시지 인증 코드 (cryptogram) 을 계산하는 알고리즘에 따라 계산)
UWB 애플릿이 srcAddr, src.ePK 및 srcCryptogram 을 회신
"SIO_delete_ranging_ key"에 대해 아래에서 설명한다.
기능 제공자 : UWB 애플릿
예상되는 기능 호출자: Digital Key 애플릿
입력: 목적 디바이스의 맥 주소 (dstAddr) 또는 “all”, 서비스 요청자 AID
출력: 결과
"SIO_delete_ranging_ key"의 프로세싱 규칙음 다음과 같다:
UWB 애플릿이 입력값들의 유효성을 검사한다.
만약 특정한 dstAddr이 입력값으로 수신된 경우, UWB 애플릿은 해당 dstAddr과 연결된 모든 정보를 삭제한다.
만약 “all”이 입력된 경우, SIO function을 호출한 DK 애플릿의 요청에 의해 생성된 모든 UWB 레인징롱텀키 (ranging long term key)들을 삭제한다.
UWB 애플릿이 삭제 결과를 리턴한다.
"SIO_confirm_ranging_key"에 대해 아래에서 설명한다.
기능 제공자: UWB 애플릿
예상되는 기능 호출자: Digital Key 애플릿
입력: Mac address of destination device (dstAddr), dstCryptogram
출력: 결과
"SIO_confirm_ranging_key"의 프로세싱 규칙은 다음과 같다:
UWB 애플릿이 입력값들의 유효성을 검사한다.
UWB 애플릿이 dstCryptogram을 다음과 같이 검증한다.
Kc를 키로하여 KCdmac을 계산 (3. KCsmac 및 KCdmac 을 유도하는 알고리즘에 따라 계산)
KCdmac을 키로하여 dstCryptogram을 검증 (4. UWB 레인징 키를 위해 메시지 인증 코드 (cryptogram) 을 계산하는 알고리즘에 따라 계산)
UWB 애플릿이 검증 결과를 리턴한다.
아래는 본 개시의 실시예들에서 사용되는 알고리즘을 설명한다.
1. 키 쌍을 생성하는 알고리즘은 다음과 같다:
Figure PCTKR2020003951-appb-img-000001
2. 디피-헬먼 공유키를 계산하는 알고리즘은 다음과 같다:
Figure PCTKR2020003951-appb-img-000002
3. KCsmac 및 KCdmac 을 유도하는 알고리즘은 다음과 같다:
Figure PCTKR2020003951-appb-img-000003
4. UWB 레인징 키를 위해 메시지 인증 코드 (cryptogram) 을 계산하는 알고리즘은 다음과 같이 구현될 수 있다:
Figure PCTKR2020003951-appb-img-000004
5. STS_Key 및 Initial_V 을 생성하는 알고리즘은 다음과 같이 구현될 수 있다:
Figure PCTKR2020003951-appb-img-000005
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함할 수 있다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
한편, 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 개시에서 개시된 블록도들은 본 개시의 원리들을 구현하기 위한 회로를 개념적으로 표현한 형태라고 당업자에게 해석될 수 있을 것이다. 유사하게, 임의의 흐름 차트, 흐름도, 상태 전이도, 의사코드 등은 컴퓨터 판독가능 매체에서 실질적으로 표현되어, 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 도시되든지 아니든지 간에 이러한 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 다양한 프로세스를 나타낸다는 것이 당업자에게 인식될 것이다. 따라서, 상술한 본 개시의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
도면들에 도시된 다양한 요소들의 기능들은 적절한 소프트웨어와 관련되어 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어의 이용을 통해 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 이런 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서, 또는 일부가 공유될 수 있는 복수의 개별 프로세서에 의해 제공될 수 있다. 또한, 용어 "프로세서" 또는 "제어부"의 명시적 이용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 배타적으로 지칭하는 것으로 해석되지 말아야 하며, 제한 없이, 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 비휘발성 저장장치를 묵시적으로 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 복수의 기록 매체가 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어 있을 수 있으며, 분산된 기록 매체들에 저장된 데이터, 예를 들면 프로그램 명령어 및 코드가 적어도 하나의 컴퓨터에 의해 실행될 수 있다.
본 명세서의 청구항들에서, 특정 기능을 수행하기 위한 수단으로서 표현된 요소는 특정 기능을 수행하는 임의의 방식을 포괄하고, 이러한 요소는 특정 기능을 수행하는 회로 요소들의 조합, 또는 특정 기능을 수행하기 위한 소프트웨어를 수행하기 위해 적합한 회로와 결합된, 펌웨어, 마이크로코드 등을 포함하는 임의의 형태의 소프트웨어를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 본 개시의 원리들의 '일 실시예'와 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 이 실시예와 관련되어 특정 특징, 구조, 특성 등이 본 개시의 원리의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 표현 '일 실시예에서'와, 본 명세서 전체를 통해 개시된 임의의 다른 변형례들은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 'A와 B 중 적어도 하나'의 경우에서 '~중 적어도 하나'의 표현은, 첫 번째 옵션 (A)의 선택만, 또는 두 번째 열거된 옵션 (B)의 선택만, 또는 양쪽 옵션들 (A와 B)의 선택을 포괄하기 위해 사용된다. 추가적인 예로 'A, B, 및 C 중 적어도 하나'의 경우는, 첫 번째 열거된 옵션 (A)의 선택만, 또는 두 번째 열거된 옵션 (B)의 선택만, 또는 세 번째 열거된 옵션 (C)의 선택만, 또는 첫 번째와 두 번째 열거된 옵션들 (A와 B)의 선택만, 또는 두 번째와 세 번째 열거된 옵션 (B와 C)의 선택만, 또는 모든 3개의 옵션들의 선택(A와 B와 C)을 포괄할 수 있다. 더 많은 항목들이 열거되는 경우에도 당업자에게 명백하게 확장 해석될 수 있다.
이제까지 본 개시에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다.
본 명세서를 통해 개시된 모든 실시예들과 조건부 예시들은, 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 독자가 본 개시의 원리와 개념을 이해하도록 돕기 위한 의도로 기술된 것으로, 당업자는 본 개시가 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 개시에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 디바이스에서 다른 전자 디바이스와 제 1 통신을 통해 통신하는 방법으로서:
    상기 전자 디바이스의 비밀키, 및 상기 제 1 통신과 서로 독립적인 제 2 통신을 통해 수신된 상기 다른 전자 디바이스의 공개키에 기초하여 제 1 키를 생성하는 단계;
    상기 다른 전자 디바이스에서 상기 제 1 키에 대응하는 제 2 키가 생성될 수 있도록, 상기 전자 디바이스의 공개키를 상기 제 2 통신을 통해 상기 다른 전자 디바이스에게 전송하는 단계;
    상기 제 1 키에 기초하여 타임스탬프 시퀀스 (timestamp sequence) 를 생성하는 단계; 및
    상기 타임스탬프 시퀀스를 이용하여 상기 다른 전자 디바이스와 상기 제 1 통신을 통해 통신하는 단계;를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통신은 UWB (ultra-wide band) 통신인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다른 전자 디바이스와 상기 제 2 통신을 통한 연결이 셋업되는 것에 기초하여, 상기 다른 전자 디바이스의 상기 공개키가 상기 제 2 통신을 통해 상기 다른 전자 디바이스로부터 상기 전자 디바이스에게 수신되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 디바이스의 상기 공개키 및 상기 비밀키는 일시적 (ephemeral) 키인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 키는 상기 다른 전자 디바이스의 식별 정보에 대응하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 키는 상기 전자 디바이스의 보안요소 (security element) 에 의해 생성되어 상기 보안요소에 저장되고,
    상기 제 1 키는 상기 보안요소의 제 1 애플릿에 의해 생성되어 상기 제 1 애플릿에 저장되고,
    상기 다른 전자 디바이스의 상기 공개키는 상기 전자 디바이스의 상기 제 1 애플릿과 상이한 제 2 애플릿에 의해 상기 제 2 통신을 통해 수신되어 상기 제 1 애플릿에게 전달되는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 키를 생성하는 단계는:
    상기 전자 디바이스의 상기 비밀키, 및 상기 다른 전자 디바이스의 상기 공개키에 기초하여 디피-헬먼 (Diffie-Hellman) 키를 생성하는 단계; 및
    상기 디피-헬먼 키에 기초하여 상기 제 1 키를 생성하는 단계를 포함하고,상기 제 1 키는 상기 디피-헬먼 키의 일부를 포함하고,
    상기 방법은:
    상기 디피-헬먼 키에서 상기 일부를 제외한 나머지를 포함하는 서명키에 기초하여, 상기 전자 디바이스의 메시지 인증 코드 (message authenticaion code) 를 생성하는 단계;
    상기 메시지 인증 코드를 상기 다른 전자 디바이스에게 전송하는 단계; 및
    상기 다른 전자 디바이스로부터 수신된 상기 다른 전자 디바이스의 메시지 인증 코드를, 상기 서명키에 기초하여 검증하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 타임스탬프는 스크램블드 타임스탬프 시퀀스 (scrambled timestamp sequence: STS) 인 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 타임스탬프 시퀀스를 생성하는 단계는:
    상기 제 1 키 및 부가정보에 기초하여 상기 타임스탬프 시퀀스를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 부가정보는, 상기 전자 디바이스 및 상기 다른 전자 디바이스 중 적어도 하나의 식별정보, 상기 전자 디바이스 및 상기 다른 전자 디바이스 중 적어도 하나에 의해 생성된 논스 (nonce), 및 상기 전자 디바이스의 보안요소 및 상기 다른 전자 디바이스의 보안요소 중 적어도 하나에 의해 생성된 논스 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 타임스탬프 시퀀스를 생성하는 단계는:
    상기 제 1 키 및 부가정보에 기초하여 타임스탬프 시퀀스 키를 생성하는 단계;
    적어도 2개의 인자들을 획득하는 단계; 및
    상기 타임스탬프 시퀀스 키, 상기 적어도 2개의 인자들에 기초하여 상기 타임스탬프 시퀀스를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 2개의 인자들의 길이들의 합은 상기 타임스탬프 시퀀스 키의 길이와 동일한 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 인자들 중 적어도 하나는 상기 제 1 키에 기초하여 상기 전자 디바이스에 의해 생성되는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 인자들 중 적어도 하나는 상기 다른 전자 디바이스로부터 수신되는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 키 및 상기 제 2 키는 비대칭키이고,
    제 1 키를 생성하는 단계는:
    상기 전자 디바이스의 상기 비밀키와 일시적 비밀키 및 상기 다른 전자 디바이스의 상기 공개키와 일시적 공개키에 기초하여 상기 제 1 키를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 다른 전자 디바이스와 제 1 통신을 통해 통신하는 전자 디바이스로서:
    적어도 하나의 통신부;
    인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및
    상기 인스트럭션들을 실행하여:
    상기 전자 디바이스의 비밀키, 및 상기 제 1 통신과 서로 독립적인 제 2 통신을 통해 수신된 상기 다른 전자 디바이스의 공개키에 기초하여 제 1 키를 생성하고,
    상기 다른 전자 디바이스에서 상기 제 1 키에 대응하는 제 2 키가 생성될 수 있도록, 상기 전자 디바이스의 공개키를 상기 제 2 통신을 통해 상기 다른 전자 디바이스에게 전송하고,
    상기 제 1 키에 기초하여 타임스탬프 시퀀스 (timestamp sequence) 를 생성하고,
    상기 타임스탬프 시퀀스를 이용하여 상기 다른 전자 디바이스와 상기 제 1 통신을 통해 통신하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 전자 디바이스.
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